JPS6018249B2

JPS6018249B2 - ネツク部の強靭な圧延用ロ−ル

Info

Publication number: JPS6018249B2
Application number: JP57060108A
Authority: JP
Inventors: 義弘中川; 良登瀬戸; 隆橋本
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1982-04-09
Filing date: 1982-04-09
Publication date: 1985-05-09
Also published as: JPS58179502A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は細長いネック形状を有しネック端部に特に強靭
性の要求される特殊な形状、使用特性を有する圧延用ロ
ールに最適の新しい構造を具備したロールの提供に関す
る。

一般に圧延用ロールは、胸部とネック部とで構成され、
前記胴部は８同外殻部と、護類同外殻部と同心状に鋳造
一体化された胴芯部とで形成され、前記ネック部は前記
８両芯部の両側に月同芯部と共に鋳造一体化された軸受
部と、該軸受部の両側に鋳造一体化されたネック端部と
で形成されている。

近年鋼板圧延用のホットストリップミルでは、鋼板の形
状制御のため従来とは異なるネック形状並びに使用状態
の新しい形式の圧延ロールが研究開発されつつある。す
なわち、これらはワークロールを軸方向にシフト（移動
）させる方式、ワ−クロールを強制的にペンディングさ
せる方式あるいは２本のワークロールをバックアップロ
ールの鞠線に対してクロス（交叉）させる方式等に供す
るものである。しかして、これらの圧延方式に供するワ
ークロールではその胴部直径が小さくなる煩向にある。

また圧延機の形式から、ネック部の長さが従来ロールの
それよりも長くする必要があり、又ネック部の直径もづ
・さくされる。加えて、この種ロールではネック部に従
来よりも大きな応力が発生し、特に強級性の要求される
ものとなる。今従来の一般的形状ロールを第１図に、上
記新圧延方式に供する特殊形状ロールを第２図に対比し
て示すと共に、その形状寸法等の具体的な差異を総括す
ると次の通りである。

そＮぞＮ／〆ＢＤＮ
ＮＵＮＢ従来。

→け隣次１０００〜１４０００．５２〜０．７
５３４０〜５００２．０〜３．６６５０
〜８４０年等珠ローノリ隣犬１５００〜２０００
０．８０〜１．２０１３０〜３３０３‐８〜
１３．０５００〜７６０そＮ：ネック長く物）〆Ｂ
：胴長い物）ＤＮ：ネック端部径し〃柳）ＤＢ：胴径 ■級）上記の通り、この新しい圧延方式に供するロールでは、
大概ネック長と胴長の比ＩＮ／１８が０．８〜１．２、
又はネック長とネック径の比ＩＮ／ＤＮが３．８〜１３
．０でかつネック端部の片方又は両方が軸受部より小径
とされた細長いネック形状を有しているのが特徴である
。

ところで、このような特殊形状の圧延用ロールのネック
部についてはその藤方向部分で要求特性が異なり、腕部
１に近い軸受部２では軸受との摩擦に対する対摩耗性と
強鞠性が必要とされ、他方胴部１から離れたネック端部
３では形状的に細長くしかも大きな応力に耐える必要か
ら特に強鞠性が必要とされる。

またこの特殊形状ロールではｔ第２図、第３図に見るよ
うに、ネック端部３には部分的にネック端部怪ＤＮより
も紬径の部分があり、圧延方式によっては例えば作業側
Ｗでは大きなスラスト応力が発生したり、駆動側Ｄでは
大きな湊り応力が発生したりするなど、この部分には特
に強靭‘性が要求される。

本発明はこのようにネック長と胴長の比ＩＮ／１８が０
．８〜１．２、又はネック長とネック径の比ＩＮ／ＤＮ
が３．８〜１３．０の細長いネック形状を有し、ネック
端部に大きい応力の発生する特殊な圧延用ロールを対象
とし、その使用特性に適合するものとして、その胸部及
び軸受部はアダマィト材で一体形成し、ネック端部の片
方又は両方は上記胴部及び軸受部と異材質の強靭村で形
成し、かつ両者を溶着一体化せしめてなる新しいロール
構造を具備したものを提供するものである。

従釆ホットストリップミル仕上スタンドで用いられてい
るワークロール中前段スタンド用のものには、一般に下
記の化学成分を有する単体鋳造アダマイトロールが使用
されている。

化学成分（ｗｔ％） ○ ＳｉＭｎＰＳＮｉ
○ｒＭｏＶＮｂｌ．５〜２．０
０．３〜１．００．５〜１．５０．０別久下
０．０別久下０．２〜２．００．５〜３．０
０．２〜１．０２０以下２．０以下この単位
アダマィトロールでは胸部に対する耐肌荒性、耐摩耗性
、耐クラック性の付与を企図したものであり、Ｈｓ４５
〜６５の硬度を有している。

そして又、従来の圧延機用ではネック長ＩＮもあまり長
くなく、ネック蚤ＤＮも相当大きいので、胴部の使用特
性を指向した上記同一材質でネック部を一体に形成して
も強度上何ら問題とはならなかった。ちなみに、この種
単位ロールのネック部強度は次の通りである。単体ァダ
マィトロールのネック端部の強度引張強ご４０〜５５
ｋ９／柵伸び０．３〜１．５％しかし乍ら、本発明
者等が鋭意研究した結果従来ロールを本発明が対象とす
るような形状用途のロールにそのまま適用した場合では
、そのネック端部３における強度不足から到底使用に耐
えないことが知見された。

すなわち、従釆のようにロールネック部を同一材質で形
成する技術手段では目的ロールの有効な製造手段とはな
り得ないのである。また、本発明に係る圧延用ロールに
おいてはネック部が細長い故、単体アダマィトロールの
如く全体を一体鋳造する手段では、ネック端部にロール
軸心に沿って深い引け巣状欠陥が発生し、製造困難な面
があった。

そこで本発明は、第４図に示す如く、その胸部１及び軸
受部２は従来の単体ロールの場合と同様に前記のァダマ
ィト材で一体形成する一方、更に強鞠性の必要とされる
ネック端部３の片方又は両方については、これを上記胸
部１及び軸受部２を形成するものとは異なる別途強籾材
をもって形成し、この異材質の胴部１及び軸受部２とネ
ック端部３とを溶着一体化せしめてロールを構成する。

ここにネック端部３を形成する強靭材は、少なくとも上
記従来単体アダマィトロールよりは強度、伸び等におい
て優れたものである。すなわ＊ち、ｉＨｓ３０〜４８程
度の硬度を具備していると共に、少なくとも５５ｋ９／
娩以上の引張強ごと１．５％以上の伸びを有するもので
あることが必要である。このような目的に適合する好適
な強靭材料の一例として、下記化学成分のいわゆる低Ｃ
アダマィト材が掲げられる。

化学成分しｗｔ％）〇ＳｉＭｎＰＳＮ
ｊ〇ｒＭ。

Ｂ。そ０．５，〜１．４０．３〜１．００．
５〜１，５０．０５以下０．０５以下１．０以下
０．５〜２．００．５以下Ｆｅ及ひ不孫癖物ここ
でネック端部３を形成する上記材料の成分限定理由につ
いて述べる。Ｃは０．５％以下では鋳造性が悪く、又靭
性は良好であるが反面硬度が低くなりすぎ、一方１．４
％以上で鞠性不足となるためである。

Ｓｉは溶湯の脱酸、性状から０．３％以上は必要である
が、１．０％以上では靭性不足となるためである。

Ｍｎは溶湯の脱酸のために０．５％以上は含有されるが
、１．５％以上ではやはり鋤性不足となるためである。

ＰとＳは不純物として少ない方が望ましく、０．０５％
以上では鞠性を阻害するためである。Ｎｉ‘ま１．０％
以上では材質基地を硬くし、級性を低下するためである
。Ｃｒは０．５〜２．０％の範囲で強靭性確保に適合し
、２．０％以上では不経済となるためである。

Ｍｏは０．５％以上では硬くなり級性低下を来たすため
である。上記のような特定成分の低Ｃアダマィト材では
必要な５５ｋｇ／協以上の引張強さと１．５％以上の伸
びを共に満足できるものであって、眼部１及び軸受部２
を形成する材質と成分的に近似しているためその溶着性
も良好になる等、所期目的の強籾村として適合するもの
である。

ネック端部３を形成する強靭材の硬度については、強鞠
性確保のためには余り高くない方が良いが、反面回転摩
耗の問題もあって、前記町ｓ３０〜４鏡壁度を有するの
が適当である。上記低Ｃァダマィト材の硬度は略この硬
度範囲に適合する。なお胴部１及び軸受部２を形成する
前記のいわゆる高Ｃアダマィト材については、その合金
量も比較的多いこともあって、熱処理により硬度Ｈｓ４
５〜６餌華度を容易に達成することができ、これにより
耐摩耗性等の所要特性に合致するものとされることは勿
論である。本発明でネック端部３の形成材料として用い
られるものは、上記低Ｃアダマイト以外にも必要な強靭
性を具備するものであれば、溶着性、経済性等条件に応
じて公知ロール材料から適宜選択できる。

次に本発明に係るロールの製造方法について簡単に説明
する。

本発明ロールを鋳造するに当っては、従来の単体アダマ
ィトロールを造る場合と同様にして胴部１及び軸受部２
を同時一体鋳造した後、別途強靭材溶湯をもつてネック
端部３を銭つぐようにするのが簡便である。また逆にネ
ック端部３を下型側に配しこれを先行鋳造した後、胴部
１及び軸受部２を鋳込んで両者を銭つぐようにしてもよ
い。いずれにしても、左右両ネック端部３３を異材質強
靭材で形成する場合はこれらを夫々月同部１及び軸受部
２に鍵ついで溶着一体化し、片方のネック端部３のみを
異材質強劉材で形成する場合ではその一方のみを胴部１
及び軸受部２に銭つぎ、他方は腕部１及び軸受部２と同
一材質をもって鋳造一体化すればよい。このように本発
明では、胴部１及び軸受部２とネック端部３とを区分し
て鋳造一体化するので、これらを一体的に鋳造した場合
にネック端部３に生じる深い引け巣状欠陥も確実に防止
でき、また、軸受部２はネック端部３より太く熱容量が
大きいので、軸受部２端面でネック端部３を鋳造一体化
すると落着性が極めて良好となる。このようにしてネッ
ク部を軸方向に異なる材料で鋳造一体化した後、従来同
様ロール全体を拡散熱処理し、引続き胸部１は焼準又は
競入熱処理を行ない、最後に歪取熱処理を行なう。

このさし、強靭村で形成したネック機部３は焼入効果が
入らないよう配慮しつつ別途強轍性向上のための熱処理
を行なう。本発明の具体的な実施例を掲げて説明する。

＊８同蚤ＤＢ６５００、胴長ＩＢ１７００、ネック蓬
ＤＮ２１５、ネック長ＩＮ１８００、即ちＩＮ／ＩＢ＝
１．０６、ＩＮ／ＤＮ＝８．３７の第４図に示す如き形
状の。ールを、片方のネック織部のみを異材質の強戦材
を銭つぐようにして、下記の化学成分を用いて鋳造した
。化学成分しｗｔ％） ○ ＳｉＭｎＰＳＮｉ
０ｒＭｏ′月同部及び軸受部と１．６２
０．５４ｏ．９３ｏ．ｏ２４ｏ．ｏｏ９
０．８０１．１２０．５８片方のネック端倍
は他方のネック端部１．１４０．５３
０．８８０．０１４０．００８０．２
５１．０２０．１３鋳造後、引続き拡散熱処理
一胴のみ焼準熱処理を行ない、その後歪取熱処理を行な
った。

Ｊこの結果、ロール胴部は硬度Ｈｓ５１〜５３を
有する耐肌荒性に優れた材質に形成され、一方片方のネ
ック端部は硬度Ｈｓ３８〜４２、引張強さ７１〜７４ｋ
９／柵、伸び２１〜２４％を有する強鞠性に優れたもの
に形成された。第５図はその胸部の顕微鏡組識２を、第
６図はその強靭なネック端部の顕微鏡組議を示す。なお
、両者の鏡つぎ部は捨金的に完全に結合しており、欠陥
もなく健全であった。以上のように、本発明は胴部及び
軸受部をアダマィト材で一体形成し、ネック端部の片方
又は両２方をそれとは異なる強轍材で形成し、両者を溶
着一体化せしめてロールを構成したものであるから、従
釆の単体ロールでは対応できなかったところのネック部
が細長くかつ又ネック端部に大きい応力の発生する新し
い形式のロールに対しても、３その耳同部、軸受部には
各々必要な性質を満足しつつそのネック端部には使用条
件に適合し得る充分な強鞠性を付与できるものである。

また、耳同部及び軸受部とネック端部とを区分して鋳造
一体化するので、ネック部が細長くてもネック機部に深
い引け巣状欠陥が生じることがなく、また軸受部はネッ
ク端部より太く熱容量が大きいので、軸受部端面でネッ
ク端部を鋳造一体化した本発明に係る圧延用ロールは、
ネック端部が軸受部に極めて良好に溶着一体化される。

図面の簡単な説明第１図は従来圧延用ロールの形状例を
現わす側面図であり、第２図は本発明の対象とする圧延
用ロールの形状例を現わす側面図である。

第３図は本発明の対象とする圧延用ロールの一部拡大側
面図であり、第４図は本発明に係る圧延用ロールの構造
例を示す半断面側面図である。第５図、第６図は本発明
に係る複合ロール一例についての組識を現わす顕微鏡写
真であって、第６図は８同部、第６図はネック端部のも
のを示している。１・・・…耳同部、２…・・・軸受部
、３・・・…ネック端部。

第１図第２図第３図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】１胴外穀部と共に同心状に鋳造一体化された胴芯部と
で胴部が形成され、かつ前記胴芯部の両側に胴芯部と共
に鋳造一体化された軸受部と、該軸受部の両側に鋳造一
体化されたネツク端部とでネツク部が形成されてなる圧
延用ロールにおいて、ネツク長l＿Ｎと胴部l＿Ｂとの比
l＿Ｎ／l＿Ｂが０．８〜１．２、又はl＿Ｎとネツク端
部径Ｄ＿Ｎとの比l＿Ｎ／Ｄ＿Ｎが３．８〜１３．０と
され、かつネツク端部の片方又は両方が軸受部より小径
とされており、胴部及び軸受部がアダマイト材で鋳造一
体化され、ネツク端部の片方又は両方が前記胴部及び軸
受部と異材質の強靭性で形成され、かつネツク端部の片
方又は両方を形成する強靭性が硬度Ｈ＿ｓ３０〜４８、
引張強さ５５ｋｇ／ｍｍ＾２以上、伸び１．５％以上で
あることを特徴とするネツク部の強靭な圧延用ロール。２ネツク端部を形成する強靭材は、Ｃ：０．５〜１．４％Ｓ：０．０５％以下Ｓｉ：０．３
〜１．０％Ｎｉ：１．０％以下Ｍｎ：０．５〜１．５％
Ｃｒ：０．５〜２．０％Ｐ：０．０５％以下Ｍｏ：０．
５％以下を各重量％含み、残部Ｆｅ及び不純物の低Ｃア
ダマイト材である特許請求の範囲第１項記載のネツク部
の強靭な圧延用ロール。