JPS6123567A - ネツク部の強靭な複合ロ−ルの製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ロール胴部の両端に軸受部が形成され、更に
該軸受部に延設された細長いネック部を有し、該ネック
部に強靭性が要求される圧延用複合ロールの製造方法に
関する。

〈従来の技術〉 ホットストリップミル仕上圧延において、近年技術革新
が目覚ましく、６ハイ方式、クロス方式、ワークロール
方式等の新圧延方式が採用されている。斯かる種々の方
式には、第２図に示す如く、外殻２と芯部３とが溶着一
体した胴部Ａと、芯部から胴部の両端に延設された軸受
部Ｂ−Ｂと、胴部両端の軸受部の他端に延設された細長
いネック部Ｃ−Ｃとで構成された細長いネック部を有す
る複合ロール１が使用されている。尚、ここで細長いネ
ック部とは、ネック部の長さβと径りとの比Ｎ／Ｄが３
〜１３のものを意味している。

斯かる複合ロールは、第３図の如く、外殻となるべき外
層４が遠心力鋳造された遠心力鋳造用金型５の一端に上
型６を１．他端に下型７を連結して静置鋳型８を構成し
、該鋳型８を起立させて芯部、軸受部及びネック部を形
成すべき溶湯を鋳込み複合ロール素材を作成し、該素材
を目的形状のロールに加工して製造されている。前記上
型６、下型７は、各々軸受線形成用部分鋳型９・１０と
、ネック部形成用部分鋳型１１・１２とで構成され、各
部分鋳型は金枠９ａ・１０ａ　　・ｌｌａ　　・１２ａ
内面に砂型９ｂ・１０ｂ　・ｌｌｂ　・１２ｂが造形さ
れて形成されている。

尚、１３は底板であり、その上部は砂型１３ｂが敷設さ
れている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 既述した通り、従来の細長いネック部を有する複合ロー
ルの製造法では、上型によって鋳造されるネック部分く
以下、上ネック部分という。）及び下型によって鋳造さ
れるネック部分（以下、下ネック部分という。）とも、
溶湯を砂型に鋳込むため凝固迄の冷却速度が遅く、鋳造
組織が粗いものとなり、また鋳造欠陥が導入され易く、
従って引張強度及び伸び等の機械的性質が新圧延方式の
ワークロールとしては不満足なものであった。

〈問題を解決するための手段〉 本発明は、叙上の問題点に鑑みなされたものであって、
新圧延方式のワークロールとして好適なネック部の強靭
な複合ロールの製造方法を提供することを目的とし、そ
のため次の手段を講じる。

すなわち、外殻となるべき外層が遠心力鋳造された遠心
力鋳造用金型の一端に上型を、他端に下型を連結して静
置鋳型を構成し、Ｍ＃型を起立させて芯部、軸受部及び
ネック部を形成すべき溶湯を鋳込み複合ロール素材を作
成し、該素材を加工して細長いネック部を有する複合ロ
ールを製造する方法において、前記下型として、水冷金
枠の内面に砂型が造形された軸受線形成用部分鋳型と、
水冷金型°で形成されたネック部形成用部分鋳型とで構
成された下型を用いる。尚、本発明の手段によっては、
下ネック部分しか強靭化できないが、通富この種の複合
ロールのネック部に特に強靭性が要求されるのは一方の
側（例えば、駆動側）のみであって、両側共に要求され
ることは極めて少な□ いので、強靭化が要求される方を下ネック部分として鋳
込めば、所望のネック部が強靭化された複合ロールが得
られる。

〈作　用〉 本発明方法によれば、外層が遠心力鋳造された遠心力鋳
造用金型に上型及び下型が連結されて構成された静置鋳
型の下型のみを、水冷金枠に砂型が造形された軸受線形
成用部分鋳型と、水冷金型で形成されたネック部形成用
部分鋳型とで構成したから、下ネック部分の凝固迄の冷
却速度を速くすることができ、それ故鋳造組織の微細化
を行うことができ、強靭性を付与せしめることができる
。

また、軸受線形成用部分鋳型によって鋳造された軸受部
分は、冷却速度が極度に速くならないので、胴部部分と
の凝固速度の差に基づきロールの胴部端に発生する吊り
切れ（ロニルの一端を把持して吊り上げたとき、自重に
より破断する現象をいう。

）を確実に防止できる。また、上型は従来通り砂型で形
成されているので、押湯効果が阻止されることなく、ロ
ール素材の凝固完了まで有効に作用し、ロール各部に巣
等の鋳造欠陥が生じるのを好適に防止することができる
。

〈実施例〉 次に、図面を参照して本発明の実施例につき詳述する。

第１図は、本発明に係る静置鋳型２１である。外層２２
が遠心力鋳造された遠心力鋳造用金型２３の一端に上型
２４が、他端に下型２５が連結されており、上型２４及
び下型２５は各々軸受線形成用部分鋳型２６・２７とネ
ック部形成用部分鋳型２８・２９とで構成される。上型
２４の軸受線形成用部分鋳型２６及びネック部形成用部
分鋳型２８は、従来の通り金枠２６ａ　　・２８ａの内
面に砂型２６ｂ　　・２８ｂが造型されている。

一方、下型２５の軸受線形成用部分鋳型２７は、冷却水
流路３０を有する金枠２７ａ内面に砂型２７ｂが造型さ
れ、またネック部形成用部分鋳型２９は、空洞状の冷却
水流路３０゛　を有する金型２９ａで形成されている。

冷却水流路３０・３０″　は、図示のものに限らず、そ
の形状は自白である。例えば、下型のネック部形成用部
分鋳型２９の冷却水流路３０′を、第４図の如く、金型
２９ａの側壁の肉厚中央に断面円状の流路を開設しても
よい。この場合、鋳型の強度確保の上では好適である。

前記静置鋳型２１は、金型で形成された底板３１上に起
立されており、各金型の内周面は、通常の金型鋳造にお
いて施工されるように焼付防止用の塗型剤が塗布されて
いる。尤も、底板３１の上部には、複合ロールの芯部等
を形成するための溶湯を鋳込むとき、その衝撃により塗
型剤が損傷して焼付きが発生するのでこれを防止するた
め、砂型３１ｂが布設されている。

前記遠心力鋳造用金型２３の内面に形成された外層２２
は、圧延材と接する複合ロールの外殻となるものであり
、耐摩耗性、耐肌荒性、耐クランク性等が要求され、ア
ダマイト材、高クロム材、高合金グレン材が適用される
。一方、芯部等を形成するための溶湯は、靭性に優れか
つ外層との溶着性良好な高級鋳鉄、ダクタイル鋳鉄゛が
使用される。

尚、前記外Ｎ２２は、必ずしも単層である必要はなく、
必要に応じて最外層と中間層の２層としてもよい。中間
層は、高合金材質の最外層から、鋳込まれた溶湯中へ合
金成分が混入するのを防止するために最外層の内面に遠
心力鋳造されるものである。

而して、前記芯部等を形成するための溶湯は、前記静置
鋳型２１に注湯される。このとき、下型２５の軸受部形
成用部分鋳型２７及びネック部形成用部分鋳型２９に開
設された冷却水流路３０・３０′　に冷却水が必要に応
じて適宜のタイミングで流される。

このように水冷された金型で構成されたネック部形成用
部分鋳型２９を用いるので、下ネック部分の凝固塩の冷
却速度を速くすることができ、鋳造組織を微細化して強
靭性を付与せしめることかできる。また、水冷金枠２７
ａに砂型２７ｂが造型された軸受部形成用部分鋳型２７
を用いるので、鋳造された軸受部分は、冷却速度が極度
に速（ならないので、胴部部分との凝固速度の差に基づ
きロールの胴部端に発生する吊り切れを確実に防止でき
る。

更に、上型２４はその内面をすべて砂型で形成した　　
　　　　　　　（から、押湯がロールの凝固完了まで有
効に作用し巣等の鋳造欠陥を生じるのを確実に防止でき
る。

尚、下型２５の各部分鋳型に流し込まれる冷却水の量、
温度、流入の時機は、目的とするネック部の鋳造組織を
得るため、及び吊り切れを有効に防止するために適宜調
整される。

以上のようにして鋳造された複合ロール素材は適宜加工
されて、目的とするネック部の強靭な複合ロールを得る
。

次により具体的な実施例を掲げて説明する。

（１１Ｎｉ−グレン溶湯を遠心力鋳造した後、第１図の
如く、遠心力鋳造用金型の一端に上型を、他端に下型を
連結して静置鋳型を構成した。上型は従来通りその内面
が砂型で造型され、下型は本発明に係る水冷金枠と砂型
とからなる軸受部形成用部分鋳型と、水冷金型のみから
なるネック部形成用部分鋳型とで構成した。なお、ネッ
ク部形成用部分鋳型の内径はφ２４０　ｔｍであった。

（２）該静置鋳型に下記化学組成（重量％）のダクタイ
ル鋳鉄の溶湯を、１３５１℃、４　”６００　ｋｇを鋳
込んだ。

Ｃ：　３．４４％　　　　Ｍｏ　：　０．０５　　％Ｓ
ｉ　：　２．２１％　　　　Ｍｇ　：　０．０３　　％
Ｍｎ　：　０．３４％　　　　　Ｐ　　：　０．０２１
　　％Ｎｉ：００４９％　　　　Ｓ　　：　０．０１４
　　％Ｃｒ　：　０．１４％　　　残部実質的にＦｅ（
３）ダクタイル鋳鉄溶湯鋳込終了後、５分経過した時に
ネック部形成用部分鋳型に２４に７分で冷却水（１７℃
）を６０分間流し続け、−刃軸受部形成用部分鋳型には
、鋳込後４０分経過後に２６β／分で冷却水（１８°Ｃ
）を９０分流し続けた。

（４）ダクタイル鋳鉄溶湯が完全に凝固し、常温まで冷
却された時点で、鋳型を解体し、得られた複合ロール素
材を調査した。その結果は下記の通りである。

■　下ネック部分の内部には巣は全く認められなかった
。

■　下ネック部分の表面から２００深さの組織が顕微鏡
観察された。その顕微鏡写真を第５図（倍率５０倍）に
示す。尚、比較のため、水冷を行わない従来法によるダ
クタイル鋳鉄材質の下ネック部分（表面より２０ｔｍ深
さ、化学組成は本実施例と略同等）の顕微鏡写真を第６
図（倍率５０倍）に示す。第５図及び第６図より、本実
施例では黒鉛が良好に微細化されているのが判る。

■　下ネック部分の末端より２００鶴の位置で表面から
５０１１ｍ内部より、軸方向に供試材を採取し引張試験
、回転曲げ疲労試験を行った。その結果を第１表に示す
。尚、第１表には、比較例として従来法によるダクタイ
ル鋳鉄の下ネック部分の機械的性質も併せて示した。

第１表 第１表より、本発明による実施例は引張強度、伸び、疲
労強度とも比較例に対し著しい向上が認められる。

〈発明の効果〉 以上説明した通り、本発明方法によれば、細長いネック
部を有する複合ロールの強靭化が要求されるネック部側
を鋳造するのに、水冷金枠に砂型が造型された軸受部形
成用部分鋳型と、水冷金型で形成されたネック部形成用
部分鋳型とで構成された下型を用い、上型には砂型を用
いるから、複合ロールの胴部端と軸受部との間に発生す
る吊り切れを確実に防止し、巣の発生を防止し、且つネ
ック部の組織を改善して、ネック部を強靭化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る静置鋳型の断面図、第２図は細長
いネック部を有する複合ロールの一部断面を含んだ全体
図、第３図は従来使用されていた静置鋳型の断面図、第
４図は本発明に係る下型の　　　　　　　）ネック部形
成用部分鋳型の他の実施例の断面図、第５図は本発明方
法により鋳造された下ネック部分の金属組織顕微鏡写真
（５０倍）、第６図は従来法により鋳造された下ネック
部分の金属組織顕微鏡写真（５０倍）を示す。 ２１・・・静置鋳型、２２・・・外層、２３・・・遠心
力鋳造用金型、２４・・・上型、２５・・・下型、２６
・２７・・・軸受部形成用部分鋳型、２７ａ・・・金枠
、２７ｂ・・・砂型、２８・２９・・・ネック部形成用
部分鋳型、２９ａ・・・金型、３ｏ・３０’　・・・冷
却水流路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、外殻と芯部とが溶着一体した胴部と、芯部から胴部
   の両端に延設された軸受部と、胴部両端の軸受部の他端
   より延設された細長い形状のネック部とで構成された細
   長いネック部を有する複合ロールを製造するに当り、外
   殻となるべき外層が遠心力鋳造された遠心力鋳造用金型
   の一端に上型を、他端に下型を連結して静置鋳型を構成
   し、該鋳型を起立させて芯部、軸受部及びネック部を形
   成すべき溶湯を鋳込み複合ロール素材を作成し、該素材
   を加工して細長いネック部を有する複合ロールを製造す
   る方法において、前記下型として、水冷金枠の内面に砂
   型が造形された軸受部形成用部分鋳型と、水冷金型で形
   成されたネック部形成用部分鋳型とで構成された下型を
   用いることを特徴とするネック部の強靭な複合ロールの
   製造方法。