JPS60106655A - カリバ−ロ−ル用遠心鋳造金型 - 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】 この発明はカリバーロールを遠心鋳造するために使用す
るカリバーロール用遠心鋳造金型に関す明；９；ｌｌ’
、’、・ｌ；１．’ｌ　ｌ山′、′１に二″ソリ、！つ
”ｌ、）るものである。

圧延用ロールを製造するにあたっては、ロールの旧表層
部には耐摩耗性を有する高硬度材料が適し、用心部、頚
部、継手部には靭性を有する材ｒ１が適するため、従来
から各部をそのような性質を有する材料で一体的に鋳込
んだ複合ロールが用いられている。

この複合ロールの鋳造には従来から中抜ｎ進法が行なわ
れ、近時遠心鋳造法によっても複合ロールの鋳造が行な
われるようになった。

中抜鋳造法は鋳型に先ず高硬度材料からなる外層溶湯を
注入し、鋳型内にて胴表層部に相当する厚みの外層溶湯
凝固層が形成された後に靭性の高い材料からなる内層溶
湯を鋳型内に大愚に注入し、それによって先に注入され
た外層溶湯を希釈しつつ系外に排出して上記外層溶湯凝
固層の内側に内層溶湯の凝固層を形成し、以上によって
旧表層部が耐摩耗性を有し、その他の部分が靭性を有す
る複合ロールを得るものである。

しかし、上述のように中抜Ｉｓ造進法よって複合明Ｉ＋
ＩＩＺの１）６七（白７了に変更なし）ロールをｇ！Ｊ
ｉ造する場合、鋳型に注入された外層溶湯は半分以上が
鋳型外に排出され、また内層溶湯も未凝固外層溶湯を希
釈しつつ系外に押し出して外厄溶湯凝固層内側の溶湯が
要求される組成になるまで大凸に注入されることから外
一層溶湯、内層溶湯あわせて溶湯の歩留りが悪いという
問題があった。

そこで、近時複合ロールを中抜釣造する場合のこのよう
な問題を解消するために複合ロールの遠心鋳造が行なわ
れている。そのように遠心鋳造法によって複合ロールを
宇ｌ造すれば溶湯の歩留りが格段に向上するという利点
があり、また不純物の遠心分離効果によって旧部表層部
溶瀉が不純物の少ない溶湯になり、中抜鋳造法を行なう
場合に比較してη部表層部の１織が緻密になり硬度の向
上がはかれるという利点が得られる。

一方棒ｉｎ　１′１ｍ材の圧延成形には胴表層部に溝型
を有する複合ロールすなわちカリバーロールが用いられ
、このカリバーロールは従来から前述の中抜鋳造によっ
て製造されている。しかし、歩留りＩＵＪ　、ｉ：、Ｉ
Ｉ　（’（”−）　＋　Ｊ’　（’；’（１’Ｊ　？’
；−１コ！　Ｊ”−なし〕が良く、得られたロール外層
硬度が高い等の利点を有する遠心鋳造法による上記カリ
バーロールの製造は以下の理由から行なわれてぃなかっ
た。

カリバーロールの外層部に溝型を鋳出すためには、鋳型
のロール胴部キャビティを形成する金型にロールの溝型
を形成る冷し金を配設する必要がある。そして鋳型から
製品を取り出す際に製品と冷し金とを分離するためには
、冷し金は少なくとも製品の円周方向に２分し得るもの
でなくてはならず、言い換えればロールの溝型を鋳出す
冷し金は予め冷し金を（ｎ成するべく個別体として形成
された冷し合弁削片を組み合わせて構成する必要がある
。

ところで遠心鋳造を行なう場合には金型は少なくとも毎
分５００回転程度の速度で回転せしめられ金型を構成す
る各部材にはその金型の回転によって生ずる遠心力が作
用し、また鰐型内の溶湯にも鋳型内面に向がって溶湯を
押し付ける強い遠心力が作用する。したがって、前述し
たように予め個別体として形成された分割片を組み合わ
せて朽すＬｆｌｌ　；Ｉ：の１３１’：’：　（、白′
、゛１−にう（、ｊ更なＬ）型に冷し金を配設して遠心
鋳造する場合には、冷し金を構成する各冷し余分割片自
体が金型の回転に伴う担任）や遠心力の作用によって位
同ずれしないようにしなｌノればならず、また冷し金を
構成する個々の冷し余分割片の隙間に溶湯が差し込まな
いように各分割片を相互に密着するようにづる必要があ
る。

一方、分割片を組み合わせて構成された冷し金が配設さ
れた鋳型内に溶湯を注入づるとぎに各冷し余分割片が位
Ｕずれせずまた溶湯の差し込みが生じないように各冷し
余分ｖＪ片を密着させて強固に配設しておくと、冷し金
の熱膨張によって生ずる応力に抗しきれずに、冷し金の
固定手段、例えばボルト等が破断するという事故が生じ
、カリバーロール鋳造の遂行が困難になるばかりが、峠
道作業の安全が保証し１ｑないこととなる。

この発明は以上の（テ１来の事情に鑑みてなされたもの
であって、カリバーロールの遠心鋳造を可能にしそれに
より４部外層部の組織が緻密で硬度が高いカリバーロー
ルを製３告することができがっカリバーロール製造に際
しての溶Ａの歩留りを向上することがてぎるカリバーロ
ール用遠心ε１ｉ造金望を提供することを目的とする。

すなわちこの発明のカリバーロール用遠心ｆ１ＪｉＷ金
型は金型の内面に得数の冷し余分割片を配設してカリバ
ーロールの溝型を鋳出す冷し金を償成し、その金型の両
側に砂型保持枠によって保持された砂型を設（プてなる
カリバーロール用遠心ＦＪ造ｉ型であって、上記砂型保
持枠はバネ材を介して金型に取付けられると共にその砂
型保持枠の金型内端面は前記冷し金端面に当接し、それ
により前記複数の冷し余分割片は上記砂型保持枠の金型
内９：Ｊ：面によって金型軸方向に押圧されて相互に密
着せしめられ、かつ上記複数の冷し余分υ１片各々の金
型円周方向の間隙には収縮可能な材料が充填されている
ことを特徴とするものである。

次に第１図〜第３図を参照してこの発明の一実施例を説
明する。

第１図はこの発明の一実施例のカリバーロール用遠心鋳
造金型を示す。番よぼ円筒状に形成された金型１にはそ
の両側口部Ｃニフランジ２およびフランジ３が形成され
、その両側口部から砂型４と砂型５が金型１の内側に挿
入されている。また金型１の内面−側には円周方向に沿
って突起部６が形成されている。

上記砂型５は、砂型保持枠７によって砂型本体８を保持
してなり、その砂型保持枠７は金型１内側に嵌合し１７
る外径の筒部９と、その筒部９と一体なフランジ１０と
よりなり、上記筒部９内側に砂型本体８が保持され、筒
部９の金型１内端面を前記突起部６に当接しその状態で
上記フランジ１０と前記金型１に設けられたフランジ３
とを皿バネ１１を介してボルト１２によって締結するこ
とによって砂型保持枠７は金型１に対して固定されてい
る。

上記金型１の内面には第１図および第２図に示すように
金型１の軸方向には２分割され、金型１の円周方向には
６分割された計１２個の冷し余分割片１３が組み合わさ
れてなる冷し金１３８が配設されている。そのようにし
て冷し金１３８が配設されることによって金型１内側に
は金型１の円周方向に治って断面半円状の２条の￥起部
１４が形成される。

第２図に示すように各冷し余分割片１３の円周方向の間
隙には一部を除いて馬糞紙等の収縮可能な材料１５が充
填され、そのように充填材１５を充填した状態で充填材
１５を充填していない冷し余分割片１３の隙間にコツタ
ー１６を打ち込むことによって各冷し余分割片１３は相
互間の円周方向の隙間を緊密にした状態で金型１内面に
）合う一体な冷し金１３ａを構成する。

前記砂型４は砂型保持枠１７によって砂型本体１８を保
持してなり、その砂型保持枠１７は金型１の口部内側に
嵌合し得る外径の筒部１９と、その筒部１９と一体なフ
ランジ２ｏとよりなる。上記筒部１９の内側には砂型本
体１８が保持され、また筒部１９の金型１の内方側端面
は冷し金１３ａに当接せしめられ、その状態で砂型保持
枠１７のフランジ２０と金型１０部フランジ２が相互に
皿バネ１１を介してボルト２１によって締結される。す
なわち第３図に示すように、砂型保持枠１７のフランジ
２０と金型１の口部フランジ２との間に設けられたボル
ト２１の頭部２１ａと、フランジ２０壁面との間にはバ
ネ材としての多数の皿バネ１１が配設され、またボルト
２１に螺合するナラｈ　２１　ｂとフランジ２壁面との
間にも皿バネ１１が配設されている。

以上のようにして金型１の冷し金１３ａと砂型本体８と
砂型本体１８とによって形成されるキャビティ２２を右
づるこの発明のカリバーロール用の遠心朽造訪型が栴成
される。したがって、金型を回転さ１！ながら砂型４に
設けられた注湯口２３から鋳型内に外層溶月を注入し、
外層がほぼ凝固を完了したｆｆ￥期にさらに内茗溶潟を
注入すれば冷し金り３ａ突起部１４に対応づる形状の溝
型を有するカリバーロールが１ワられる。

−ト述したように上記実施例の金型ては冷し金１３８は
１２四の冷し余分割片１３を金型１内面にＩｉ！設して
栴成され、それらの冷し余分割片１３は金型１の円周方
向にはコツター１６によって固定され、金型１の軸方向
には砂型保持枠１７の筒部１９の端面によって金型１の
内面の突起部６に対して押し付けられることによって固
定されている。

また、各冷し余分割片１３の金型１の円周方向間隙には
充填材１５が充填されており、その充填材１５は熱膨張
性の冷し余分割片１３とは逆１こ収縮可能な月料とされ
ている。そのため鋳型内に溶洞を注入した際の各冷し余
分割片１３の金型１円周方向の熱膨張は充填材１５の収
縮によって吸収され冷し金１３ａが熱応力によって破損
し、旧習に不粍物が混入づるというような不都合は生じ
ない。

さらに前述したように砂型保１）枠１７はフランジ２０
を金型１のフランジ２に対し朋バネ１１を介してポル（
−２１によって締結して設けられており皿バネ１１の’
！！！　（り、力によって砂型保１）枠１７の筒部１９
を介して冷し金１３　ａは定位置に保持されている。し
たがって冷し金１３ａの金型１　ｆｆ！方向への熱膨張
【ゴ砂型保持枠１７の筒部１９の変位として皿バネ１１
によって弾性的に＠収され冷し金１３８の熱Ｅシ張によ
るポル１−２１の破断等の事故は生じない。

次に第１図に示すこの発明の実７１１（！２Ｉのカリバ
ーロール用遠心鋳造金型を用いて実際にカリバーロール
を鋳造し、一方従来の中抜鋳造法によって同様のカリバ
ーロールを８造した結檗を示す。

実施例 外層溶用として低Ｎｉ合金鋳鉄２３４０ｔｔｇを用い、
内層溶湯としてグクタイル鋳鉄７００　ｋＯを用い外径
が８００１！１町で溝型の半径が１３５ｍｍのｍ管すイ
ジングミル用［１−ルを遠心鋳造した。金型の回転時間
は３０分とした。

従来例 上記実唐例と同様の組成を有する外層溶出および内層溶
湯を用い、上記実施例と同様に外径が８００針で１ｑ１
９の半径が１３５ｍｍのｎ管すイジングミル用ロールを
中抜鋳造した。

以上によって得られた各ロールについてロール胸部の組
織を調べ、また硬度を計測した。その結果、従来例で得
へれたロールの場合Ｏ−ル胴部外層の厚みは不均一であ
り、その合部も偏心していた。それ（二対し実癌例で冑
られたロールでＩＪ、１コ一ル旧部外層の１７．７／、
　ｔｄ均一であり、またぞの相「℃も微細てあり、夕）
ＩＦの硬度が３０％以上、向上されていた。また、ｔ・
を東例では全溶湯量に対Ｊる−［１品キＬ−留りが４０
％程度でめったのに対し、実施例で（ｊ、　ｆ留りが９
０％程度であるという良好な結果が得られた。

以上のようでここの発明によれば、複数の冷し全分割片
を鋳型の金型内面に配設して冷し金をＩＦ成するにあた
って、各冷し全分割片の金型円周方向間隙には収縮可能
なＵ　１”ｌを充填し、また各冷し全分割片は金型軸方
向に弾性的に密着せしめられるようにして、各冷し全分
割片を金型内面定位置に保持してカリバーロール用遠心
鋳造鋳型を構成するようにしたことによって、カリバー
０−ルの）］心鋳造が可能となり、鋳造の際に鋳型が破
１１する等の事故が生じることはない。また、カリバー
ロールを遠心鋳造することができるため、別部外層部の
硬度が非常に高く品質の良いカリバーロールを得ること
ができ、鋳造の際の溶湯の歩留りも向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の遠心饅造用金型の断面図
、第２図は第１図■−■断面図、第３図は第１図に破線
■で示す領域の拡大断面図である。 １・・・金型、　７・・・砂型保持枠、　８・・・砂型
本体、９・・・筒部、　１１・・・皿バネ、　１３・・
・冷し台分ｖ１片、　１３ａ・・・冷し金、　１５・・
・収縮可能な充填材、　１６・・・コツター、　１７・
・・砂型保持枠、１８・・・砂型本体、　２２・・・ギ
ヤどティ。 出願人　川崎製鉄株式会社 代理人　弁理士　豊田武久 （ばか１名） 手　続　補　正　書　（方式） 昭和５９年３月２６日 持Ｗ’Ｆｆ’を長官　若杉和人殿 １、事ｆｌの表示 昭和５５８年特ｉｌｌ願第２１４８３６号２、発明の名
称 カリバーロール用達心紡造金型 ３３、補正をする者 事（’ｌとの関係　特許出願人 住　所　兵庄県神戸市中央区北本町通１丁目１番２８号
名称　（１２！ｉ）川崎製鉄株式会社 １１、代理人 住　所　東京都港区三田３丁目４番１８号！ｊ、補正命
令の１」イ」 １１【１和５９イＥ　２　Ｊ］２８日（発送日）６、補
正の対象 明■１占第１〜［５頁 ７、補正の内容 明細内第１〜５頁の浄書（内容に変更なし）を提出する
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金型の内面に複数の冷し金分割片を配設してカリバーロ
   ールの溝型を鋳出す冷し金を構成し、その金型の両側に
   砂型保持枠によって保持された砂型を設けてなるカリバ
   ーロール用遠心鋳造鋳型であって、上記砂型保持枠はバ
   ネ材を介して金型に取付けられると共にその砂型保持枠
   の金型内端面は前記冷し金端面に当接し、それにより前
   記複数の冷し金分割片は上記砂型保持枠の金型内端面に
   よって金型軸方向に押圧されて相互に密着せしめられ、
   かつ上記複数の冷し金分割片各々の金型円周方向の間隙
   には収縮可能な材料が充填されていることを特徴とする
   カリバーロール用遠心鋳造金型。