JPS61238407A - 複合ロールの製造方法 - Google Patents
複合ロールの製造方法Info
- Publication number
- JPS61238407A JPS61238407A JP7837285A JP7837285A JPS61238407A JP S61238407 A JPS61238407 A JP S61238407A JP 7837285 A JP7837285 A JP 7837285A JP 7837285 A JP7837285 A JP 7837285A JP S61238407 A JPS61238407 A JP S61238407A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core material
- layer material
- slag
- roll
- outside layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、新規な複合ロール及びその製造方法に係シ、
特にエレクトロス2グ再溶解によりロール心材あるいは
多層材を肉盛した熱間圧延用複合ロール及びその製造法
に関する。
特にエレクトロス2グ再溶解によりロール心材あるいは
多層材を肉盛した熱間圧延用複合ロール及びその製造法
に関する。
最近のホットストリップミルは、高速高負荷で使用され
るために、鋳鉄系ワークロールはよシ高満足させること
は非常に困難である。そこでロール心材には強靭性、外
層材には耐摩耗性、耐熱きれつ性を付与させるため2糧
類の溶湯を冶金的に結合させた複合ロールが用いられて
いる。
るために、鋳鉄系ワークロールはよシ高満足させること
は非常に困難である。そこでロール心材には強靭性、外
層材には耐摩耗性、耐熱きれつ性を付与させるため2糧
類の溶湯を冶金的に結合させた複合ロールが用いられて
いる。
複合ロールの製造方法として、例えば特開昭56−58
946号に示されるように、遠心力で外層材を形成した
後にロール6部を鋳込むいわゆる遠心鋳造法や特開昭5
3−144828号に記載のように、最初に外層材を鋳
込み、所要の外層材凝固層を確保した後にロール心材と
なる溶湯によって未凝固外層材を排出置換させる中抜法
がよく知られている。
946号に示されるように、遠心力で外層材を形成した
後にロール6部を鋳込むいわゆる遠心鋳造法や特開昭5
3−144828号に記載のように、最初に外層材を鋳
込み、所要の外層材凝固層を確保した後にロール心材と
なる溶湯によって未凝固外層材を排出置換させる中抜法
がよく知られている。
しかし、これらの方法では強靭化をはかるためにロール
心材に多層材よりも融点の高い鋼糸の材料を用いると、
両者を完全に溶着させることが非常に困難となる。溶着
性を高めるためにはロール心材は多層材と同等もしくは
低融点の鋳鉄系にせざるを得ない。その結果、ロール心
′s(軸部)の強靭化が十分できないという問題があっ
た。
心材に多層材よりも融点の高い鋼糸の材料を用いると、
両者を完全に溶着させることが非常に困難となる。溶着
性を高めるためにはロール心材は多層材と同等もしくは
低融点の鋳鉄系にせざるを得ない。その結果、ロール心
′s(軸部)の強靭化が十分できないという問題があっ
た。
本発明の目的は、強靭な鋼糸の心材と耐摩耗性及び耐熱
きれつ性に優れた鋳鉄系の外層材からなる複合ロールを
提供するにある。またエレクトロスラグ再溶解により心
材と外層材の溶着を良好に行うことのできる方法を提供
することにある。
きれつ性に優れた鋳鉄系の外層材からなる複合ロールを
提供するにある。またエレクトロスラグ再溶解により心
材と外層材の溶着を良好に行うことのできる方法を提供
することにある。
本発明の複合ロールは耐摩耗性、耐熱きれつ性及び強靭
性を兼備えたものであって、マトリックス中に晶出黒鉛
が分散した組織を有する外層材と鋼組成のロール心材と
によって構成されておシ、どちらか一方を消耗電極とし
てエレクトロスラグ再溶解により他方に溶着させること
にある。
性を兼備えたものであって、マトリックス中に晶出黒鉛
が分散した組織を有する外層材と鋼組成のロール心材と
によって構成されておシ、どちらか一方を消耗電極とし
てエレクトロスラグ再溶解により他方に溶着させること
にある。
本発明に係る複合ロールのロール心材は好ましくはCO
,3〜0.5重量%、0.5〜1.5重量%Cr鋼から
なるが、焼もどし硬さがH830〜50であシ、pe
−c−si−Mrl系にNi、Cr。
,3〜0.5重量%、0.5〜1.5重量%Cr鋼から
なるが、焼もどし硬さがH830〜50であシ、pe
−c−si−Mrl系にNi、Cr。
MO,V、Wなどの元素を適当量含有し、その他通常の
不純物から構成されるものである。焼もどし硬さについ
て説明すると、硬さがH830未満では強度が不足し、
圧延時にロール変形やロールネック部の損傷を招く。ま
たH850を超えると、強靭性が低下し、ロール心材に
強靭性を具備せしめようとする本発明の目的を損なう不
都合が生じる。
不純物から構成されるものである。焼もどし硬さについ
て説明すると、硬さがH830未満では強度が不足し、
圧延時にロール変形やロールネック部の損傷を招く。ま
たH850を超えると、強靭性が低下し、ロール心材に
強靭性を具備せしめようとする本発明の目的を損なう不
都合が生じる。
多層材は好ましくは重量で、C3〜4%、S11.5〜
25%、Mn003〜1%、NiO,5〜1.5%、C
r0.3〜0.8%からなる鋼からなる。
25%、Mn003〜1%、NiO,5〜1.5%、C
r0.3〜0.8%からなる鋼からなる。
エレクトロスラグ再溶解は、鋳鉄組成のシェル内部ある
いは鋼組成のロール心材の外周を同心的に水冷鋳壓で囲
んで形成された空所内のスラグ浴中に消耗電極の先端を
挿入し、スラグ浴を介して前記消耗電極に通電すること
によって行われ、スラグ浴の抵抗熱により消耗電極、シ
ェルあるいはロール心材の空所壁面が溶解され、それら
の混合物が空所を充てんしていき、複合ロールが製造さ
れる。
いは鋼組成のロール心材の外周を同心的に水冷鋳壓で囲
んで形成された空所内のスラグ浴中に消耗電極の先端を
挿入し、スラグ浴を介して前記消耗電極に通電すること
によって行われ、スラグ浴の抵抗熱により消耗電極、シ
ェルあるいはロール心材の空所壁面が溶解され、それら
の混合物が空所を充てんしていき、複合ロールが製造さ
れる。
エレクトロスラグ再溶解によって複合ロールを製造する
と、シェルあるいは心材の円周方向及び心材あるいはス
ラグ浴に円周方向の回転を付与することによって溶込み
の均一化がはかられる。
と、シェルあるいは心材の円周方向及び心材あるいはス
ラグ浴に円周方向の回転を付与することによって溶込み
の均一化がはかられる。
本発明者等は、ロール心材と多層材との溶着性について
種々検討した結果、ロール心材と多層材の不溶着は溶着
界面にスラグスキンが生成し、それがそのま\残留する
ために生じることを見い出し友。スラグスキンの生成を
防止するためには、スラグの液相線温度を外・層材の液
相線温度以下にする必要があることがわかった。
種々検討した結果、ロール心材と多層材の不溶着は溶着
界面にスラグスキンが生成し、それがそのま\残留する
ために生じることを見い出し友。スラグスキンの生成を
防止するためには、スラグの液相線温度を外・層材の液
相線温度以下にする必要があることがわかった。
すなわち、第1図に示す本発明の結果から明らかなよう
に、ロール心材と外層材の溶着界面に巻き込まれたスラ
グスキンの厚さは、融点の差ΔT(スラグスキンの液相
線温度−外層材の液相線温度)に関係し、スラグの液相
線温度が外層材の液相線温度よりも低い領域ではスラグ
の巻き込みが生ぜず、ロール心材と外層材は完全に溶着
することがわかる。なお、第1図はa、 7 X C−
17%5i−0,22%Mn−0,035%P−0,0
12%Sよシな ゛る内径40麿、外径112m+、高
さ250amのシェル内部空所にJI8規格845Cよ
すなる直径22mの消耗電極を挿入し、電圧30V1電
流800Aでエレクトロスラグ再溶解を行つ之結果を示
したものでろる。
に、ロール心材と外層材の溶着界面に巻き込まれたスラ
グスキンの厚さは、融点の差ΔT(スラグスキンの液相
線温度−外層材の液相線温度)に関係し、スラグの液相
線温度が外層材の液相線温度よりも低い領域ではスラグ
の巻き込みが生ぜず、ロール心材と外層材は完全に溶着
することがわかる。なお、第1図はa、 7 X C−
17%5i−0,22%Mn−0,035%P−0,0
12%Sよシな ゛る内径40麿、外径112m+、高
さ250amのシェル内部空所にJI8規格845Cよ
すなる直径22mの消耗電極を挿入し、電圧30V1電
流800Aでエレクトロスラグ再溶解を行つ之結果を示
したものでろる。
一方、マトリックス中の黒鉛の形状はロールの性能例え
ば耐摩耗性、耐熱きれつ性あるいは強度に大きく影響し
、黒鉛は球状であることが望ましい。しかしながら、消
耗電極あるいはシェルに黒鉛球状化率の良好な鋳鉄を用
い九としても、一般的な組成のスラグを用いたエレクト
ロスラグ再溶解では黒鉛形状が不規則となる。第2図は
その一例を示したもので、同図(a)はエレクトロスラ
グ再溶解前のミクロ組織、(b)は溶解後のミクロ組織
を示す。第2図(b)はエレクトロスラグ再溶解によ)
黒鉛形状がくずれ、チャンキー状及び共晶状黒鉛が晶出
している。なお、第2図(b)は第1図と同様の消耗電
極、シェルを用い、スラグを40%CaFs−30%A
t5Os 30%CaOとして30v。
ば耐摩耗性、耐熱きれつ性あるいは強度に大きく影響し
、黒鉛は球状であることが望ましい。しかしながら、消
耗電極あるいはシェルに黒鉛球状化率の良好な鋳鉄を用
い九としても、一般的な組成のスラグを用いたエレクト
ロスラグ再溶解では黒鉛形状が不規則となる。第2図は
その一例を示したもので、同図(a)はエレクトロスラ
グ再溶解前のミクロ組織、(b)は溶解後のミクロ組織
を示す。第2図(b)はエレクトロスラグ再溶解によ)
黒鉛形状がくずれ、チャンキー状及び共晶状黒鉛が晶出
している。なお、第2図(b)は第1図と同様の消耗電
極、シェルを用い、スラグを40%CaFs−30%A
t5Os 30%CaOとして30v。
黒鉛球状化方法として、エレクトロスラグ再溶解による
接種効果の低下を見込んで予め鋳鉄中に接種効果を有す
るMg、Ceを多く含有させておく方法が考えられるが
、一定の歩留を確保することが困難である。また、エレ
クトロスラグ再溶解中に接種剤を添加する方法では、蒸
気圧の高いMg、Ceはスラグ浴面で蒸発して大気中に
散逸してしまうので、接種効果を発揮するだけの量を残
留させるのが困難である。
接種効果の低下を見込んで予め鋳鉄中に接種効果を有す
るMg、Ceを多く含有させておく方法が考えられるが
、一定の歩留を確保することが困難である。また、エレ
クトロスラグ再溶解中に接種剤を添加する方法では、蒸
気圧の高いMg、Ceはスラグ浴面で蒸発して大気中に
散逸してしまうので、接種効果を発揮するだけの量を残
留させるのが困難である。
本発明者等は黒鉛球状化について種々検討した結果、球
状化スラグ系中にMgFz6るいはCeFs及びMgO
の少なくとも1種を10〜35重量%添加することで可
能なことがわかった。接種処理はスラグ中でイオン化し
たMg6るいはCeとの反応により行うものでラシ、シ
かも鋳鉄溶湯は常時スラグ浴と接しているので効率よく
接種処理を行うことができる。
状化スラグ系中にMgFz6るいはCeFs及びMgO
の少なくとも1種を10〜35重量%添加することで可
能なことがわかった。接種処理はスラグ中でイオン化し
たMg6るいはCeとの反応により行うものでラシ、シ
かも鋳鉄溶湯は常時スラグ浴と接しているので効率よく
接種処理を行うことができる。
第3図は本発明の一例を示したもので、溶着部で25%
添加し、第1図の方法と同一条件でエレクトロスラグ再
溶解した。同図から明らかなように、Mgの接種効果に
より黒鉛の球状化は良好でお夛、第2図の)にみられた
よりなチャンキー及び共晶状黒鉛の晶出は認められない
。
添加し、第1図の方法と同一条件でエレクトロスラグ再
溶解した。同図から明らかなように、Mgの接種効果に
より黒鉛の球状化は良好でお夛、第2図の)にみられた
よりなチャンキー及び共晶状黒鉛の晶出は認められない
。
本発明において、エレクトロスラグ再溶解に際して用い
られるスラグはロール心材と外層材の溶着外画へのスラ
グ巻き込みを防止して溶着を確実に行い、同時に黒鉛球
状化をはかることのできる組成にある。すなわち、スラ
グ系中KMgFx6るいはCars及びMgOの少なく
とも1種を10〜35重量%添加し、かつスラグの液相
線温度が外層材の液相線温度以下の組成におる。
られるスラグはロール心材と外層材の溶着外画へのスラ
グ巻き込みを防止して溶着を確実に行い、同時に黒鉛球
状化をはかることのできる組成にある。すなわち、スラ
グ系中KMgFx6るいはCars及びMgOの少なく
とも1種を10〜35重量%添加し、かつスラグの液相
線温度が外層材の液相線温度以下の組成におる。
スラグ中へのMgF*6るいはCeFs及びMgOの添
加はスラグの液相線温度を低下させ、かつ黒鉛球状化に
有効であるが、添加量が10重量%未満では効果が少な
く、35重量%よシ大くなると電気抵抗が小さすぎて発
熱量不足を招き、かつスラグの蒸気圧が高くなυ安定し
几溶解が困難になる。
加はスラグの液相線温度を低下させ、かつ黒鉛球状化に
有効であるが、添加量が10重量%未満では効果が少な
く、35重量%よシ大くなると電気抵抗が小さすぎて発
熱量不足を招き、かつスラグの蒸気圧が高くなυ安定し
几溶解が困難になる。
本発明による複合ロールの製造方法の一例として、ロー
ル心材の外周に設は九空所を溶融金属で充てんする場合
について第4図に基づき説明する。
ル心材の外周に設は九空所を溶融金属で充てんする場合
について第4図に基づき説明する。
水冷定盤1上に水冷鋳型2を設置し、その内部に同心的
に鋼組成を有するロール心材3を置き、空間に鋳鉄組成
を有して外層材を形成する消耗電極4を挿入する。消耗
電極4の形状は棒状、パイプ状のいずれでもよい。なお
、この実施例では電極が1個の筒状であるが、2個以上
電極を設けてもよい。水冷定盤1上にはケーブル5の一
端が接続され、ケーブル5の他端は電源6へ接続される
。
に鋼組成を有するロール心材3を置き、空間に鋳鉄組成
を有して外層材を形成する消耗電極4を挿入する。消耗
電極4の形状は棒状、パイプ状のいずれでもよい。なお
、この実施例では電極が1個の筒状であるが、2個以上
電極を設けてもよい。水冷定盤1上にはケーブル5の一
端が接続され、ケーブル5の他端は電源6へ接続される
。
以上の状態でホットスタートあるいはコールドスタート
法によってエレクトロスラグ再溶解をスタートさせる。
法によってエレクトロスラグ再溶解をスタートさせる。
消耗電極4は一端全スラグ浴7中に浸漬し、他9sをケ
ーブル8を介して電源6へ接続する。スラグ浴7の液相
線温度は外層材の液相線温度よ)低く、かつ黒鉛球状化
が図られる組成に調整される。
ーブル8を介して電源6へ接続する。スラグ浴7の液相
線温度は外層材の液相線温度よ)低く、かつ黒鉛球状化
が図られる組成に調整される。
消耗電極4はスラグ浴7の抵抗熱によって溶解して溶融
金属となシ、スラグ浴7の下部に溶融金属浴10を形成
する。そして凝固して外層材9となって空所を充てんし
ていく。また、溶融金属浴10はロール心材3及び水冷
鋳型2によって冷却されるために凝固組織が微細になる
。その結果、マトリックス中の球状黒鉛は微細にかつ均
一に分布して耐熱きれつ性が向上する。
金属となシ、スラグ浴7の下部に溶融金属浴10を形成
する。そして凝固して外層材9となって空所を充てんし
ていく。また、溶融金属浴10はロール心材3及び水冷
鋳型2によって冷却されるために凝固組織が微細になる
。その結果、マトリックス中の球状黒鉛は微細にかつ均
一に分布して耐熱きれつ性が向上する。
内径400m+、高さ11000aの水冷鋳型を定盤上
に設置し、その内部に同心的に直径280騙、高さ15
00mの0.4重量%C−1重景%Cr鋼から成る27
−ル心材を配して形成された空所に3.2重量%C−1
,8重量%3i−0,4重量%Mn−1重量%Ni−0
,5重量%Cr、残部Feから成る円筒状消耗電極(外
層材)を挿入し、60重量%CaFz 20重量%C
aO−20重量%5102から成るスラグに重量比1対
1のMgF2及びMgO’に15重量%添加し、エレク
トロスラグ再溶解を行った。電圧は30〜35v1電流
は7kAとした。得られた複合ロールを切断して調査し
た結果、ロール心材と多層材の接合界面にスラグ巻き込
みがみられず、溶着は良好であった。ま九、黒鉛は微細
に分布し、球状化も良好であった。
に設置し、その内部に同心的に直径280騙、高さ15
00mの0.4重量%C−1重景%Cr鋼から成る27
−ル心材を配して形成された空所に3.2重量%C−1
,8重量%3i−0,4重量%Mn−1重量%Ni−0
,5重量%Cr、残部Feから成る円筒状消耗電極(外
層材)を挿入し、60重量%CaFz 20重量%C
aO−20重量%5102から成るスラグに重量比1対
1のMgF2及びMgO’に15重量%添加し、エレク
トロスラグ再溶解を行った。電圧は30〜35v1電流
は7kAとした。得られた複合ロールを切断して調査し
た結果、ロール心材と多層材の接合界面にスラグ巻き込
みがみられず、溶着は良好であった。ま九、黒鉛は微細
に分布し、球状化も良好であった。
以上の実施例から明らかなように、鋼組成のロリ他方に
溶着させることによって、表面部が耐摩耗性及び耐熱き
れつ性に優れ、6部が強靭性に優れた複合ロールを製造
することができる。さらに特定の組成を有するスラグを
用いることによってロール心材と多層材の溶着界面にス
ラグ巻き込みを生ぜず、溶着が完全に行われ、かつ黒鉛
球状化を良好に行うことができる。
溶着させることによって、表面部が耐摩耗性及び耐熱き
れつ性に優れ、6部が強靭性に優れた複合ロールを製造
することができる。さらに特定の組成を有するスラグを
用いることによってロール心材と多層材の溶着界面にス
ラグ巻き込みを生ぜず、溶着が完全に行われ、かつ黒鉛
球状化を良好に行うことができる。
第1図は巻き込みスラグの厚さと融点の差の関係を示す
線図、第2図は従来スラグによるエレクトロスラグ再溶
解前後の外層材の金属組織を示す写真、第3図は本発明
を実施した外層材の金属組織を示す写真、第4図は本発
明のロールの製造法の一例を示す構成図である。 l・・・水冷定盤、2・・・水冷鉤形、3・・・ロール
心材、日
線図、第2図は従来スラグによるエレクトロスラグ再溶
解前後の外層材の金属組織を示す写真、第3図は本発明
を実施した外層材の金属組織を示す写真、第4図は本発
明のロールの製造法の一例を示す構成図である。 l・・・水冷定盤、2・・・水冷鉤形、3・・・ロール
心材、日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ロール心材と該心材よりも耐摩耗性の優れた外層材
とからなる複合ロールにおいて、前記心材は鋼組成より
なり、前記外層材は晶出黒鉛がマトリックス中に分散し
た組織を有する鋳鉄組成よりなり、前記心材と外層材と
は溶着していることを特徴とする複合ロール。 2、鋼組成から成るロール心材と、晶出黒鉛がマトリッ
クス中に分散した組織の鋳鉄組成から成る多層材で構成
される複合ロールの製造方法において、前記ロール心材
または外層材のいずれかを、スラグ中にMgF_2、C
eF_3及びMgOの少なくとも1種を10〜35重量
%含有し、かつスラグの液相線温度が外層材の液相線温
度以下であるスラグを用いたエレクトロスラグ再溶解に
より形成することを特徴とする複合ロールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7837285A JPS61238407A (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 複合ロールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7837285A JPS61238407A (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 複合ロールの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61238407A true JPS61238407A (ja) | 1986-10-23 |
Family
ID=13660177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7837285A Pending JPS61238407A (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 複合ロールの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61238407A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04220105A (ja) * | 1990-02-08 | 1992-08-11 | Hitachi Ltd | 金属圧延用複合ロール及びその製造法と圧延機 |
| CN1059365C (zh) * | 1995-12-12 | 2000-12-13 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 一种复合轧辊的制造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572862A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-08 | Hitachi Ltd | Composite roll and its manufacture |
-
1985
- 1985-04-15 JP JP7837285A patent/JPS61238407A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572862A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-08 | Hitachi Ltd | Composite roll and its manufacture |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04220105A (ja) * | 1990-02-08 | 1992-08-11 | Hitachi Ltd | 金属圧延用複合ロール及びその製造法と圧延機 |
| CN1059365C (zh) * | 1995-12-12 | 2000-12-13 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 一种复合轧辊的制造方法 |
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