JPS60180660A - 圧延用複合ロ−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】 本発明は、圧延片複合ロール、更に詳しくは、材が＃−
あるいけ鍛鋼で、外層に高強麿、高戦性の低合金鋼ある
いけ低合金鋳鉄が肉盛された圧延用複合ロールに関する
ものである。

高炭素低合金銅あるいは低合金鋳鉄材料は安価でＬ７か
も耐摩耗性に優れているために、ロール材特に圧延ロー
ル材として賞月−れているが、性能的には、必ずしも十
分とはいいがたい。特に近年鉄鋼技術の進歩とあいまっ
て、ロールの使用条件は益々厳しくなっており、性能的
には一段と散１７いことが要求されている。このために
上記組成（一般的には、アダマイト系材料といわわる。

）のロールは、必要に応じて鍛造によって炭化物の分断
と基地の糾密化が行われる。

この鍛造処理は、強度と靭性の向上には著効をもたらす
が価格的に高くなる欠点があり、しかもネック部の強度
は、鍛造して本なおかつ十分とけいい難く、この様な場
合にはネック部の強度を保証するために、胴部の耐摩耗
性を犠牲にして低炭素側で製作せざるを得ないのが実状
であるｃｉ特に最近は圧延用ロールの直径に対して、被
圧延材の寸法が大きくなる傾向にあり、ネックへの角荷
は益々大きくなる傾向にあり、耐摩耗性と共に耐折損性
の要求に十分に応えることができてい々い０以上の様に
現状の技術水準では、鍛造７ダマイトといえども多くの
問題かある。Ｃイ）安価であって。

（ロ）胴部が耐ｙ内托ｔ！゛にＭみ、（ハ）鍛造品並み
の強靭さ（Ｉ−南し、に）ネック部は史に篩い強靭さを
有するロールが望ま才Ｉる所である。

本％明は、以上の禄な状況に鑑みてなされたものであり
、上記（イ）〜（ハ）の三つの特性を兼備し、た新規な
構造の圧延用ロールを提供せんとするものである。

まずネック部の強靭性については、芯材に高強ｇ、高靭
性の＠鍛鋼を１ｖ用する複合ロールによって解決するこ
とができるので、この方式を採用中ることにして、棹々
の複合方法と外層材のＬル分糾成との関係について種々
の実験を行った。

この結果、予め芯材を周章し、この上に肉盛によって初
会化させる方式では、ある％ｙのプロセ−，７について
は、肉盛成分との間に複合効果が存在することを見出し
た。

即ぢ、まｆ（１）芯材が＃ｉ−あるいは鍛鉤、外層材が
高炭素鋼あるいは＠鉄から成る様な絹合せ、つまり芯材
が外層材よね融点が畠い場合の絹合せでは、これに関し
ては従来よりいろいろの方法が使用され、あるいは開発
されているが連続−かけ肉盛法が最も適していること、
（２）以上の穂な絹合せで鋳鍛惨力・ら成る中実の芯材
に連続−かけ肉盛法で、各棟の合金組成のものについて
肉盛を行い、肉盛層の材料特性について調べた結果、あ
る特定成分の組合せで、ある成分範囲に亘って材料特性
が著Ｌ　＜改善式れることを見出した。つまり、炭素以
外の谷金元素は比較的低い領域のものについて、炭素が
１．４％〜２．５チの範囲で、その材料特性は通常の１
造品に較べて１．２〜１．６倍向上し、この領域外の低
炭素、高炭素側では差異が少ないことを見出した。

これによってロール胴部肉盛層に鍛造品に比肩できる様
な特性をもたせることができることを又出した。

一本発明は、以上の様な新しい実験事実をもとになされ
たものであり、その要旨とする所は、鋳銅あるいは鍛鋼
から成る中実芯材外周に、鋳放し紗織が網目状の析出あ
るいは晶出炭化物組繊を有する低合金鋼あるいは低合金
鋳鉄系材料が肉盛された構造であって、該肉盛ｊ−は、
外側を誘導加熱コイルで包囲された耐火性枠と、該粋の
下に同軸的に設置された水冷式冷却型より成る組合せモ
ールドの内側に設けられた通路空間に該芯材を遊か１し
、該芯材と該鋳型の間に形成された空隙に、上記肉盛成
分の溶湯を注入して、該溶湯と該芯材を溶着させ、該溶
湯を該冷却型によって冷却、凝固させながら、該芯材を
該モールドに対して相対的に移動せしめることによって
、該芯材の周囲に形成されたものであり、かつ核肉盛層
の炭素量が１．４％以上２．５チ以下であることを４Ｓ
ｇ、とする圧延用複合ロールである。

尚本発明ロールの製造に欠かせない方法である連続−か
け肉盛法とは、次の様な方法である。図面によって駁明
する。

第１図は連続−かけ肉盛法の説明図である０肉盛に当っ
て、まず鋳鋼あるいは鍛伶から成る芯材１が組合せモー
ルド２の中に遊嵌され、上下で相対的に移動できる基台
６の上に増付けられる０組合せモールド２（佳、外９ｉ
１ｊを藺導加熱コイール４で包囲さｔまた耐火性枠５と
該枠と接合部が隙間りく密附する枦ＩＣＪｆＹ付けられ
た水冷式冷却型６の組合せから成っている。

耐火性枠５は鋼あるいに鋳鉄溶湯と接触しても容易に侵
蝕されなや耐火材料でできている０水冷式冷却型６け内
部に冷却水が循環しており内表面が溶湯と接触【２て、
緋向叡を形成させる働きをする０又水冷式冷却型６には
、耐火性枠５との境界部に溶湯を緩やかに凝固、冷却さ
せる緩徐冷却ゾーンを更に設けることもある。

以上の様な構成配置によって、芯材と絹合せモールドの
間にはドーナツ状の空隙が形成される。

最終的にはこのドーナツ部が肉盛層４Ｃｆｘってくる。

ドーナツ状の空隙に溶湯を注湯して、湯瀕°す７を形成
させ、この中の溶湯を鯖導加熱コイル４で神温し女から
誘導攪拌し、芯材１と溶着させる。

次に順次基台６を降下させて湯槽り中の溶湯を一部彬固
させる。基台３あるいは芯材１の降下に伴って下ってく
るが、新しい溶湯′＋Ｉ１１次注湯補給し７、湯面が大
きく変化しない株に保つ。

以上の様な掃作を順次繰返して、芯材の外周に内盛層８
が１−成形Ｉｊν、されていくｏ必要長さ肉盛がなされ
た所で芯材を基台から取外し、糾合せモールドから引出
して肉盛が完了する。。

以上が連続語かけ肉盛法の基本的パターンである。この
外に芯材との溶着性な良くするために適宜芯材が予熱さ
れたり、あるいはフラックスが塗布されたりされる。

次に本発明を実施例によって具体的に説明する。

実施例１゜ 肉盛成分のＣ以外のＳｔ　ｔ　Ｍｎ＊　Ｎｉ　ｒ　Ｇｒ
＋Ｍｏ＋　ｗ、　Ｖの合金元素は、通常の恢合金ロール
材の成分範囲内にとどめ、Ｃは低炭素亜共析から高炭素
鍋共析。

及び＠鉄の領縛オで変化させて、中実の鋳銅芯材の上に
連続語かけ肉盛法で肉盛を行った０ヌ比較のために肉盛
成分と同組成で、同怪の鋳造ロールも瓢、作した。

肉盛層の厚さけ、１１０朔で成分組成は次通やである。

ｃ、ｔｙ外の成分で、Ｓｔ　Ｏ，６〜０．８％、　Ｍｎ
　０．８〜１．０％　、　ＮｉＯ，５〜２．５％、Ｃｒ
１．０〜４．０俤２Ｍ００．２〜２．０％の範囲内で、
Ｃは０．６〜２．９％の範囲で、７成分選んで変化させ
た。詳細は表１の通りであるＯ 第１表成分組成 連続語かけ肉盛の栄件は下記の通りであ不。

φ （１）　芯材の直径、長さ　：６００ツＸ　３００ｋ（
２）耐火性枠への溶湯注入湯度：約１＜ＳＯＯ’Ｃ（６
）　肉盛速度　：約６０匍χ１゜ （４）誘導コイルの出力　：６５０Ｋｗ使用した鍛鋼芯
材の欅械的性質 （１）引張強さ　：　９５．４に論 （２）　伸ひ　：５．３チ 尚比較材として使用する鋳造ロールは、上記肉盛成分と
自ぼ同組成の溶湯を使用して同径ロールになる様な実家
て製造した。

製造方法は、この釉のロール製造では常法になっている
遠心鋳造法を適用し芯材にはダフタイル鋳鉄を使用した
。

次に以上の様々プロセスで作った複合ロール及び鋳造ロ
ールに次のような熱処理を行った。

（１）焼入れ温度９時間　：９５０℃、１５時間（２）
焼入れ速度　二半冷１．５時間（５００℃）・（６）　
惧戻し温度２時間　：５５０〜６００℃、２０時間上記
一連の処理を行った複合ロール、鋳造ロールについて材
料試験を行った。試片け、ロール表面下７０簡の箇所を
長さ方向に切り出した。

結果は第２表の通りである。

第２表機械的性質 上表から判る様に、低炭素領域（Ｃ＜　１．３％）及び
高炭素領域（Ｃ＞　２．６％）において、Ｃ＜１．３チ
では、肉盛層と鋳造品は引張強さ、伸びともはとんと差
異がないが、Ｃが１．４チを越え、２．６％以下のｉ＋
ＦＩｔｊｊでは引張強さ、伸ひはそれぞれ鋳造品の約１
．２〜１．６倍及び２〜４倍肉盛品が同上している。つ
まり本プロセスを利用すると、上記炭素ｉＩ域（Ｃ：　
１．４〜２．５％）のものはその徐椋的性質が顕著に向
上してくる。

つまり肉盛プロセスと特定の合金成分の絹合せによって
相乗的な効果が表われてくるのである。

本発明の炭素量を上記範囲ｖｃ１１１！定したのは、以
トの棟な理由によるもので島る。

以上の機力！Ｒ成によって芯部には弾初な材料を任意自
在に使用でき胴部は、鍛造することなしに、非常に高％
ｉｌ襲’、高靭性になってくるので耐摩耗性は何ら悟性
にすることなく、ロールの切用事故を解消することがで
きる様に々る〇 尚本発明ロールに適用可能な炭素以外の合金成分の範囲
であるが、上記実施例に示ｉ、た様に通常のロールに炉
用さ第１ている低合金の成分組成については適用可能で
あり、これ以外の成分範囲のものでも、合金の凝固特性
や炭化物の形Ｗ―が大きく変化しないかぎり同じ様な効
果が当然期待できる本のである。

本発明は以上詳記した根に、特定のプロセス（連続−か
け肉盛）と特定のルシ分の糾合せに大＾な特徴を有する
ものであり、次の様な効果を有する。

（１）肉盛部が非常に強靭化するので耐摩耗性を犠牲に
することなく胴部切損を防止できる。

（２）芯材に任意の強靭材を自在に使用できるので、ネ
ック部折損を防止できる。

（５）安価、経済的に製造で如る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、連？Ｌｆｆ鋳かけ肉盛法の説明図である。 １−一一芯材、２−−−糺合せモールド、６一−−基台
４−−−に纒加熱コイル、５−ｍ＝耐火性枠。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　鋳鋼あるいは鍛鋼から成る中実芯材外周に、鋳放
   し組織が網目状の析出あるいは、晶出炭化物組織を有す
   る低合金鋼あるいけ、低合金鋳鉄系材料が肉盛された構
   造であって、該肉盛層は、外側を誘導加熱コイルで包囲
   された耐火性枠と、討枠の下に同軸的に設置された水冷
   式冷却型より成る組合せモールドの内側に設けられた通
   路空間に該材を遊低し、該芯材と該鋳型の間に形成され
   た空隙に、上記肉盛成分の溶湯を注入して、該溶湯と該
   ８祠を溶着させ、該溶湯を該冷却型によ、って冷却、ｔ
   ｔ：同させながら、該芯材を該モールドに対して相対的
   に５１１−　ｊｌＴ＋＋せしめることによって、該芯材
   の周囲に形成されたものであり、かつ骸肉盛層の羨素量
   が１．４チ以上２．５％（重量係以下同じ）以下である
   ことを＊ｉとする圧延用接合ロール。