JPS6223965A - Ｈ形鋼圧延用複合スリ−ブおよびその製造法 - 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、主としてＨ形銅の圧延分野に使用されている
摺合スリーブロールのスリーブについて、より高性能を
有する新しい種類のスリーブ１及びその好適な製造法の
堤（１（に関する。

（従来の技術及びその問題点） ＩＩ形鋼の圧延に際し７ては、生産１ノ１、品質確保の
面からユニバーサルミルの使用が一般的になっているが
、このユニバーザルミルで使用されるｒｉ　−ル、スな
わチ水平ロール、堅ロール、エツジヤロールは、その殆
んどがスリーブ方テ（となっている。

スリーブの鋳造に当っては、）Ａ質向十の要求また鋳造
歩留り向上の点から、−・般に第１図に示される方法が
採用されている。ずＺＩ′わち、先ずり（層を遠心力鋳
造し、それが未凝固時乃至凝固完了後に内層を遠心力鋳
１ｊ−Ｌ、両者を溶着−１しめる方法である。

スリーブ方式の場合、まず大きな問題点としてスリーブ
内面からの制）ｌ事故が挙げられる。すなわち、一般の
中実ロールに札較し°（、スリーブは中空であるため内
面の接線方向残留応力が大きく、それに焼ぽめ組立時の
焼ばみ、圧延使用時の熱応力、圧延荷重応力が加わり、
割損事故を発生ずるわけであり、他の一般ロールには見
られない問題である。そのたみ、残留応力の低減ととも
にスリーブ内層材質の強靭性に留意する必要がある。

外層材質は、圧延月と接し、耐摩耗性、耐クラ７り性、
耐肌荒性等の圧延成績と直接に結びつくたみ、外層材質
の改良は最も重要である。特にユニバーサルミルの水平
ロールの場合、１１形鋼のフランジ部との摺動摩耗が激
しく、また、フランジとウェブとのコーナ部の熱負荷が
激しく、耐摩耗性と耐クラツク性を兼ね備えた材質とす
る必要がある。

従来この種外層材質としては、Ｉｔｓ　５５〜６５のア
ダマイト材質が用いられているが、耐摩耗性の面で問題
があり、また硬度をＨｓ−６５以−トとすることも、製
造技術上また使用時の事故の問題から龍しい。

また、特願昭５６−１５５８７５号等に提示されている
下記成分（重量％）の高Ｃｒ材質は、耐摩耗性面では優
れているものの、前段側で熱負荷を多く受ける場合には
、ヒートクランクを発生し、かえ−７て改削量を増加さ
セる場合もある。

Ｃ：２．０〜３．２％　　１二０．８〜２．５％Ｓｉ　
：０．５〜１．５％　　　Ｃｒ：］０〜２５％Ｍｎ　：
　０．５〜１．５％　　　＋ｔｏ　；　０．５〜２．０
　％残部実質的にＦｅ また、外層、内層の溶着についても、ロール使用時の事
故を防止するために健全なものとする必要があり、複合
化技術についても重要な問題とされている。

このような従来技術背景に基いて、本発明は従来のスリ
ーブよりも耐摩耗性、耐ヒートクランク性に優れ、かつ
充分な耐事故性を備えたこの種複合スリーブ及びその製
造法を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の特徴とする手段は、
外層をＣ；０．８〜２．０％、Ｃｒ：　　７〜２２％、
Ｍｏ　０．５〜３．０％等を有し、かつ（Ｆｅ、　Ｃｒ
１１７Ｃ３型を主体とする１次および２次カーバイドと
ヘーナイ１・を１冊体とする１ｊｌｊ！からなるＨｓ６
５以Ｈの高クロｌ、材質で形成し７、強靭な球状黒鉛鋳
鉄材質で形成された内層と前記夕１層との間に中間層を
設け、これらを溶着一体化する点にあり、また、その製
造法として、特定成分の′？＠湯を用いて遠心力鋳造法
を適用すると共に特定の熱処理を施す点にある。

（実施例） 本発明のＨ形鋼圧延用複合スリーブをその外層、中間層
及び内層の各材質について以下に詳述する。

まず外層材質については硬度ｆｌｓ　６５以上を有！を
−る高クロム材質からなり、その各成分範囲及び限定理
由は次のように説明される。

Ｃは本発明の場合、最も重要な元素であり、基本的に耐
摩耗性と耐クラツク性を決定する。また、（Ｆｅ、　Ｃ
ｒＬＣ３型炭化物を安定にする範囲内でＣ「とバランス
をとりつつ決定されるべきである。０．８％未満では炭
化物の量が少なく耐摩耗性が不足し、一方２．０％以上
含有されると炭化物の量が多くなり過ぎて機械的強度特
に靭性の点での劣化が著しい。依って、Ｃは０．８〜２
．０％と規定する。尚、特願昭５６−１５５８７５号等
に記載の高Ｃｒｔ４′質に比較すると、Ｃ２，０％未満
とし、靭性向、ずなわら、耐ヒートクラック件の向上を
目的としている。Ｓｉは溶湯の脱酸のために必要であり
、０．３％未満ではその効果がなく、反面１．５％を超
えて含有されると機械的性質の劣化をきたし、またＡｒ
Ｉ変態点を下げ硬度が得られ鮭くなる。依って、Ｓｉ含
有尾ば０．３〜１．５％の範囲とする。

ＭｎばＳｉの脱酸の補助として、またＳの害を防止する
ためにその含有ｈｔは少なくとも０．４９ＡＩ２Ｉ−Ｌ
−必要であり、０．４％未満では脱酸の効果がない。し
かし１．５％を越えて含有されると機械的性質特に靭性
の点で劣化が著しくなる。依ってＭｎ含有量も０．４〜
１．５％の範囲とする。

Ｐは特にロール＋Ａ１ｔにおいて少ｆｉｌｌれば少ない
程望ましい元素であり、材質を脆くする点からも０．１
％以下とする。

ＳはＰと同様にロール材質を脆くするたみ、少なければ
少ない程望ましく、その含有量は０．１％Ｊ翼下とする
。

Ｎｉは焼入性を向上し積極的に硬度調整するために含有
するもので、０．８％未満ではその効果がなく、他方２
．５％を越えて含有されると残留オーステナイトが増加
して耐肌荒性劣化、残留応力増加の問題が発生する。依
って、含有量は０．８〜２．５％の範囲とする。

Ｃｒは強靭性と耐摩耗性を向上させるためのものである
が、その含有量が７％未満でばＭ３Ｃ型の炭化物が多く
品出し、強靭性及び炭化物の微細均一化が得られず、ま
た２２％を越えて含有されると、Ｍ２３Ｃ，、型の炭化
物量が増加する。この炭化物はＭｑ　Ｃａ型炭化物に比
べて硬度が低く、充分な耐摩耗性が得られない。本発明
ではＭｑＣｚ型炭化物の生じる範囲として、前記Ｃ含有
量の規定範囲とバランスして、Ｃｒ含有量を７〜２２％
の範囲に規定する。

Ｍｏは炭化物中に入り、炭化物硬度を高めると共に焼戻
し軟化抵抗を向上するのに有効であり、その含有量が０
．５％未満ではこのような効果が少な（、また３、０％
を越えて含有されると基地中に残留オーステナイトが安
定化し、問題を発生ずる。

依って、Ｍｏ含有量は０６５〜３．０％の範囲とする。

り（層材質は１−記成分を各重量％含み、基本的には残
部実質的にＦｅより構成されるが、その他−に記以外の
成分で、補助的に添加されて特に効果の認められるもの
として、次のＮｈ、■が挙げられる。

Ｎｂ、■は下記の成分範囲で単独もしくは複合してもい
ずれでも効果を発揮する。

Ｎｂば鋳造Ｎ、■織の微細化に効果があり、Ｎｂが含有
されることにより析出硬化が促進されて耐摩耗性が向」
ニし、特に目標硬度Ｉｔｓ　６５以上の範囲ではＮｂ含
有量が１．０％未満でこの効果があり、１．０％を越え
るとこの効果は飽和すると共に＝１スト高となる。

ＶはＮｂと同様の目的で含有されるもので、特に目標硬
度ｔｌｓ　６５以」二の範囲では■含有量は１．０％未
満で良く、１．０％を越えて含有されると■炭化物が多
くなり、靭性の点で劣化する。

上記成分範囲から構成される外層高クロム材の鋳造組織
は硬い（Ｆｅ、　Ｃｒ）　ｑ　Ｃ３型カーハイ１゛と、
残留メーステナイト及び一部マルテンサイトの基地より
成り立っている。しかし、このような組織状態では圧延
中に高温の圧延材と接することにより、基地中の残留オ
ーステナイトが一部変態を開始するため組織としては非
常に不安定であり、このためスリーブとしての耐肌荒性
、耐摩耗＋ｒ＋に劣る。従って、この挿置クロムク■層
では鋳造組織を安定化するたみ、並びに変態点よりも高
温に加熱昇温しで更に後の冷却速度を早めて鋳造後の冷
却速度によっては得られない＆［Ｉ織を得るためその製
造工程で熱処理を施す。

すなわち、上記列層高りロム月と後に述べる内層材とを
溶着一体化せしめて鋳造した後、これを９００〜１１０
０℃の温度範囲に加熱屏温して保持し基地中に２次カー
バイドを析出さ−ｌると共に、後の冷却過程にあっては
冷却速度を１００℃／ｆｉｒ以上に早めて約６２０°Ｃ
のパーライトノーズ以−Ｌの温度でのパーライト変態を
■止し、よりイ氏温でベーナイト変態および一部マルチ
ンサイト変態を起生−〇しみ、これによって（Ｆｅ、　
Ｃｒ）　？　Ｃｚ型を主体とする１次及び２次カーバイ
ドとヘーナイＩ−を１体とする基地からなり、かつ夕１
層硬度Ｉｔｓ　６５１又上を有する耐摩耗性、耐肌荒１
１に富むスリーブを提供するものである。

上記熱処理条例中、加熱温度を９００〜１１００°Ｃに
保つ理由については、９００℃未満の温度では２次カー
ハイ１−の析出がｉｊＦられるもののその形態が（Ｒｅ
、　Ｃｒ）　２：ｌ　Ｃｂ型となり、本発明の特徴とす
る耐摩耗性に富む（Ｆｅ、　Ｃｒ）　？　Ｃｚ型カーハ
イ［が督られないためである。すなわち、カーバイト−
自書の硬度を比較しても、（Ｆｅ、　Ｃｒ）　２３Ｃ，
、Ａ型のものでは（Ｆｅ、　Ｃｒ）　？　Ｃａｌ型のも
のに比し約１１ｖ　４（１０稈度軟かくなるためである
。従って、本発明で（，１２次カーハイｌ−として（Ｆ
Ｅ１％　ＣｒＬ　Ｃ３型のものを基地中に析出さ−ｌる
ためにその力（Ｉ熱保持温度を９００°Ｃ以」−に限定
しているのである。−ツノ加熱保持温度の−に限につい
ては、組織のｌｕ＋１人化を防１１、する見地並びに長
時間加熱保持するためのエネルギー節約の見地に基づい
て１１００℃１ン上に限定している。

また加熱保持後におｉＪる冷却速度の限定理由について
は、上記９００〜１１００℃の温度範囲から冷却するさ
い１００℃／　Ｈｒ　Ｊソ」二に急冷しないと冷却途中
で約６２０℃のパーライトノーズ以上の温度でのパーラ
イト変態を起し、所期目的とするｌ１ｓ６５以−にの硬
度が得られなくなるためである。この１００℃／Ｈｒ以
上の冷却速度は大気中での強制空冷や噴霧水冷によって
達せられる。

Ｈ形鋼圧延用スリーブロールは、周知のようにアーバー
にスリーブを焼嵌め組立てて使用に供されるが、その場
合アーバーとの焼嵌め部即ちスリーブ内面からクランク
を発生して割損する例が多い。しかして、内層材質につ
いては後に詳述するｉｌｌりであるが、」二記熱処理に
よれば外層材質の改質のみならず、外層と一体化された
内層材質中の共晶セメンタイトの黒鉛化を促進してその
強靭性を向上することによる内層材質の改質にも大きな
効果が得られる。なお上記熱処理後においては、スリー
ブの割…に密接な関係のある残留応力を低減するたみ、
適切な温度で歪取り焼鈍を行うことは勿論である。

以上外層材質の説明においては、各成分及びその熱処理
条件をその目標硬度ｔｌｓ　６５以上と関連して説明し
ているが、これは次のような理由に基づく。一般にＨ形
鋼圧延用ロールのスリーブにおいては、側壁と１１形鋼
フランジ部との摩耗、肌荒れ、ヒートクラック等に対す
る抵抗性が要求されるが、スリーブの耐摩耗性は硬度と
の相関が強く、硬度ＩＩｓ　’６５未満では耐肌荒性、
耐摩耗性が充分に確保できない。すなわち、優れた耐肌
荒性、耐摩耗性、耐事故性、耐クラツク性を確保するた
めには、高クロム材質の場合、硬度ＩＩｓ　６５以上が
必要とされるためである。

なお外層材質の硬度の一ヒ限については別設規定しない
が、上記成分範囲及び熱処理によっては、また耐事故性
の点について加味すると、一般にη層材質を硬度ｔｌｓ
　９０以上のものにすることには困難である。

次に中間層について説明する。この中間層は先の外層と
後の内層との間に介在されて、主として高クロム材質か
らなる外層から内層にＣｒが混入拡敗し２て内層材質が
高Ｃｒ化することにより強靭性を劣化させるのを防止す
ることを目的とするものである。中間層材質の各成分範
囲及びその限定理由は下記の如く説明される。

まずＣ含有量については、その鋳込時における溶湯成分
で、０．８〜３．０％の範囲に規定され、鋳込み後にお
りるり１層と一部混合した状態部ら製品時においては、
０．８〜２．５％の範囲とされる。すなわち、中間層溶
湯を既に鋳造されたり）層内面に鋳造すると、その内面
一部が溶解されて中間層材質のＣ含有量が変動し、上記
夕）層材質に対し０．８〜３．０％のＣＩの中間層溶湯
を用いると、外層溶解ｍが中間層に完全に均一混合した
場合では、そのＣ含有量が０．８〜２．５％になるので
ある。この成分限定理由については、その溶湯成分にお
いてＣ０８８％以下になると中間層の鋳込温度が高くな
り、外層が溶かされ易くなって中間層へのＣｒ混入量が
更に増加して、Ｃｒの内層への拡散を防１１−するだめ
の中間層の存在意義が無くなるためであり、またＣ２．
５％を越えると炭化物が多くなり、中間層自体の靭性が
劣化し、これもまた中間層の存在意義を喪失するものと
なるためである。

Ｓｉについては溶湯の脱酸効果があり、０．２％以上は
必要であるが、３．０％を越えると脆くなって中間層の
機械的性質に劣化を来たすたみ、０．２〜３．０％の範
囲とする。

ＭｎについてもＳｌと同様の作用があり、かつＭｎＳと
してＳの悪影響を除去するため０．３％以」−は必要で
あるが、２．０％を越えるはその効果も飽和し、かつ又
機械的性質に劣化を来たすたみ、０．３〜２゜０％の範
囲とする。

■〕は溶湯の流動性を高めるが、ロール材においては材
質の靭性を低下させるたみ、０．１％以下とする。

５４）Ｐと同様にロール材を脆弱にするたみ、実害の無
い０．１％以下とする。

Ｎｉについては別設添加しなくとも外層材質からの混入
により０．１％以」−は含有されるが、Ｎｉの２゜５％
までの含有は問題とはならない。２．５％を越えると焼
入性が良くなり、そのために基地が硬くなり過ぎて靭性
の点から好ましくなく、かつ又残留応力の増大を来たす
たみ、２．５％以下に規制する必要がある。

Ｃｒについては中間層を鋳込む意義から低い方が望まし
く、その鋳込溶湯の含有量において工業的に制御し易い
３．０％以下に規制する。すなわち、３．０％を越えて
Ｃｒが含有されると、鋳造後に外層から混入するＣｒ量
と合計して中間層の含有量が上饗し、ひいては内層に混
入されるＣ、ｒ量の増加につながって問題となり、これ
を防止するためにはその溶湯成分のＣｒ含有量で３．０
％以下に制限する必要がある。因に、Ｃｒ含有量３．０
％以下の中間層溶湯を鋳造した場合、その鋳造後におけ
るＣｒ含有量は０．５〜９．０％の範囲となる。

ＭｏについてはＮｉと同様の作用を営むが、１．５％以
上含有されると中間層が硬くなり過ぎるたみ、実害のな
い範囲として１．５％以下に制限する。

中間層材質は上記成分を各重量％含み、基本的には残部
実質的にＦｅより構成されるが、その他上記以外の成分
で、必要に応じては脱酸剤として次のＴ＋、八１、Ｚｒ
を単独又は複合して添加含有せしめることができる。す
なわち、上記中間層材質は比較的酸化され易い材質であ
るたみ、Ｔｉ、、Ａｉ、、Ｚｒの１種又は２種以上を合
計重量％で０．１％未満添加し脱酸することにより、材
質的により健全な中間層が得られるのである。なお上記
添加含有量の−１−限については、上記元素はいずれも
強力な脱酸剤であるたみ、これらが中独又は複合して０
．１％以上含まれると過酸化の状態となり好ましくなく
、同時に文種々の反応生成物としての酸化物を内在する
ことにもなり、材質の機械的性質に劣化を招くためであ
る。

次に又、本発明に係るロールの内層材質について説明す
ると、この内層はいわゆる球状黒鉛鋳鉄材質からなり、
その各成分範囲及び限定理由は次のように説明される。

なお内層材質についても鋳造時には先の中間層内面一部
が洗われて溶着するたみ、特に成分差の大きい元素につ
いて４１この洗われ量を考慮して内層鋳込み時における
溶湯成分を決定する必要がある。

Ｃは靭性と強度を付与するために含有されるが、Ｃ含有
量が２．８％未満ではチル化が進行し、内層材の靭性の
低下が著しくなる。一方、Ｃ含Ｈ量が３．８％を越える
と、黒鉛化が過剰となり内層材に強度不足を来たし、Ｈ
形鋼圧延用として通常使用されているスリーブとアーバ
ーとの機械的結合（通常は焼嵌め方式）時に大きな嵌合
代が取れないたみ、スリーブの軸方向へのズレ及び内部
からの欠ｔＲに結びつき易い問題を生しる。依って、Ｃ
含有量は２．８〜３．８％の範囲に規定する。

Ｓｉは外層のＣｒ力＜？毘大して材質が脆弱になるのを
防止するために必要であるが、Ｓｉ含有量が１．８％未
満では黒鉛化が悪くセメンタイトが多く品出して内層の
強度が劣化する。しかし、４．０％を越えて含有される
と、黒鉛化が促進され過ぎて強度の劣化を招く。依って
、Ｓｉ含有量は１．８〜４．０％の範囲とする。なお、
外層材質中のＣｒが内層にまで混入して材質が脆弱にな
るのを防１１−するためには、−Ｆ記の如＜Ｓｉ含有量
に１．８〜４．０％の高い値をとることが有効であるが
、更にその有効な補助手段として、内層鋳込時に同時に
Ｃａ−５ｉやＦｅ−５ｉをＳｉ分として０．２〜０．５
％加えて接種することが挙げられる。すなわち、この場
合に目そのＳｉ含有量は上記必要範囲の下限近くであっ
ても確実に良好な結果を得ることができるのである。

ＭｎばＳと結合してＭｎＳとしてＳの悪影響を除く作用
を果すが、０．２％未満ではその効果が得られず、一方
１．０％を越えて含有されると逆にＳの悪影響防ＩＩ−
作用むしるの材質の劣化作用が著しく現われる。依って
、Ｍｎ含有屋は０．２〜１．０％の範囲とする。

Ｐは溶湯の流動性を増加させるが、材質を脆弱にするた
め低い程望ましく、０．１％以下とする。

ＳはＰと同様材質を脆弱にするのでその含有量は低い程
良く、又内層は球状黒鉛鋳鉄であるためＭｇと結合しＭ
ｇＳとなるＳをその球状化促進の見地からも減少するこ
とが必要である。依って、Ｓ含有量はこのような目的に
適合ずべく　０．０３％ＩＮ下（Ｍｇ未処理）容湯中０
．０６％以下）に制限される。

Ｎｉは黒鉛の安定化と材質の強靭性向トのために含有さ
れるべきものであるが、２．５％を越えて含有されても
顕著な効果がなく、その含有量は２．５％以下とする。

Ｃｒは外層および中間層が高クロム材質であるので、そ
の溶着一体化に伴いある程度内層へのＣｒの混入は避け
られず、この点鋳込み内層溶湯のＣｒ含有量は低い程望
ましいが、Ｓｉとのバランスからその溶湯成分としての
含有量は０．８％以下とされる。

すなわち、０．８％を越えて含有されると、外層および
中間層からの混入量と合計してＣｒ含有量が増大し、材
質のセメンタイトが多くなり強靭性の点で劣化するため
である。因に、鋳込前のＣｒ含有量が０．８％以下であ
れば、製品時におけるＣｒ含有量は最高１．５％以下に
制限できる。

ＭＯは０．８％を越えて含有されると硬くなり過ぎるた
み、Ｍｏ含有量は０．８％以下とする。

Ｍｇは黒鉛の球状化のために必要な元素であるが、その
含有量が０．０２％未満では球状化不良となり、内層を
強靭な球状黒鉛鋳鉄とすることが出来ず、２〇 一方０．１％を越えて含有されるとＭｇのチル化作用お
よびドロスの点で好ましくなく問題がある。依って、Ｍ
ｇの含有量は０．０２〜０．１　％の範囲とする。

内層＋Ｊ質は」二記成分を各重量％含み、基本的には残
部実質的にＰｅより構成される。

内層が球状黒鉛鋳鉄の場合、球状黒鉛鋼に比較して、強
靭性はやや低いが、残留応力が低いという点でメリット
がある。

本発明に係るＩＪ形銅調圧延用複合スリーブ以−１ｍに
述べた構成を有するものであるが、この？Ｍ合ススリー
ブ遠心力鋳造法による製造法を第１図の例について説明
する。

すなわち、遠心力鋳造機の回転ローラ６．６−．１−に
、内面両端部に砂型または耐熱レンガからなるスリーブ
２，２を固定した回転金型１を設置し、金型１の回転状
態でその中に溶湯取鍋７から鋳造機８等を介して、まず
外層３を形成すべき溶湯を鋳込み、その後外層３の内面
が一部又は全体が未凝固の間に中間層４を形成ずべき溶
湯を鋳込み、更にはそれが凝固後又は未醗固の間に、内
層５を形成ずべき溶湯の鋳込むのである。しこうして、
この３者　　−すなわち！ＡＡｓ２中間層４および内層
５を冶金学的に完全に結合さセで一体の組立ロール用複
合スリーブとするのである。

なお図例の鋳造方案は回転軸が水平である場合を例示し
ているが、これは勿論回転軸を垂直もしくは傾斜状態に
改変して鋳造することを妨げるものではない。また内層
４を鋳込む際においては、その１ｈ込側を外Ｎ３の場合
と変えて反対側から鋳込むことができ、かくすれば夕１
層厚さを均一に確保する−にで効果的である。このよう
にして鋳造された複合スリーブは更に所定の熱処理が施
されるのは前述の通りである。

ここで、外層、中間層、内層を遠心力鋳造する理由につ
いては、 １）外層のＣｒが中間層、内層へ混入拡散することを防
止できる。（内層置注の場合、内層中のＣｒを、本発明
材質の場合に２．０％以Ｆに抑えることは難しく、必要
強度４５ｋｇ／　ｕ”　Ｊ’Ｊ上を達成することは困難
である。） ２）内層置注鋳造に比較して鋳込量が大きく減少するた
み、また、内空部からの冷却効果により、内層の凝固Ｎ
１１織が微細化し、より強靭性向上が８１られる。

の効果が挙げられる。

水平ロールの場合、このように製作された複合スリーブ
は、第２図に示されるようにアーバー１０に複合スリー
ブ９が焼ばめ組立てられた状態で圧延に供される。アー
バー１０の材質としては、ＳＣ１’１−４４０．５Ｆ−
６０、鋳鋼、球状黒鉛鋳鉄等が圧延条件に応して選定さ
れ、また、焼ばめ部１１は、焼ばめ率表示で０．８Ｘ１
０’−”程度が一般的である。なお、焼ばめ部に増摩材
や接着材を塗布し、焼ばめ効率を高めることも実施され
る場合がある。

尚、アーバーの材質等によっては、スリーブロールの圧
延特性である耐摩耗性が左右されるものではなく、また
、耐事故性（割損事故に対する抵抗性）は、スリーブ内
層の接線方向（周方向）の強度とスリーブ内面の接線方
向の残留応力によって決まり、アーハーの材質等と直接
間しない。

因みに、これまでの経験から、スリーブ内層の引張強度
（接線方向）が４５ｋｇ７／＋＋＋ｍ２以上、残留引張
応力（接線方向）が１５　ｋｇ　／　鶴を以下であれば
問題のないことが知られている。すなわち、水平ロール
の場合、スリーブ内面に働く接線方向く周方向）の引張
応力は、圧延荷重２ｋｇ／ｍｍ”　、圧延時熱応力６　
ｋｇ　／　ｍ翼２、最大の焼嵌め応力１２ｋｉｒ／ａｓ
”（これまでの実績）及び残留応力最大１５ｋｇ／ｉｎ
”を基にして安全率を考慮すると、スリーブ内面の強度
は４５ｋｇ／ｍｎ”以−に必要になる。

次に、本発明の実施例、比較例を掲げて説明する。比較
例の外層は高Ｃ高Ｃｒ材質、内層は球状黒鉛鋳鉄材質で
ある。

■　第１表は、本発明の実施例及び比較例の溶湯化学組
成を示す。これらの溶湯を用いて、下記に示す製造条件
で、第１図に示す遠心力鋳造法により、外層、中間層、
内層とが溶着一体化したスリーブ素材を鋳造し、凝固完
了後、下記に示ず熱処理を施した後、所定の寸法の複合
スリーブを採取した。

製造条件（実施例、比較例共ｉ［ｆｌ）。金型内径・・
・φ１１００１＋ｍ 。鋳造肉厚（片側） 外　層・・・２００ｍｍ 中間層・・・　４０龍 内　層・・・１００貫ｌ 。熱処理・・・９４０℃Ｘ１２Ｈｒ 冷却速度２００〜２５０℃／ｌ（ｒ 。製品寸法（ｌ謙）・・・外径１０６０　Ｘ内径５１８
×幅２３０（次　葉） ■　得られた複合スリーブの製品化学Ｘ、１１成を第２
表に示す。尚、外層に、５成は溶湯組成と殆ど同一につ
き記載省略した。製品外表面からの試料採取位ｆｆ（＋
ｎ）は実施例及び比較例共に下記の通りである。

中間層・・・１７０、　内層・・・２５０■　実施例及
び比較例のスリーブの側面における硬度分布を測定した
。その結果を第３図に示す。

第３図より、実施例の外層の全肉厚範囲に亘って、ＩＩ
５６５以上の高硬度が得られていることが判る。

また実施例のスリーブの夕（表面から４０１１の位置に
おける組織を第４図（１）及び（２）に示す。第４図（
１１は５０倍、（２）は４００倍である。同図から１次
カーバイド及びマルテンサイトを主体とした基地中に多
用の２次カーバイドが細粒状に析出し２ている様子が看
取される。

■　得られた複合スリーブを用いて材質試験を行なった
。

（ｉ）耐摩耗性 大越式摩耗試験の試験結果により判断され、傾向値とし
て判断すれば実際の圧延結果と同傾向を示すことが知ら
れている。

スリーブ外層の表面から４０＋ｎ位置で厚さ１０■璽、
幅２０×長さ５０ｍｍの試験片を軸方向に採取し、下記
の試験条件で無潤滑における比摩耗量を測定した。

すべり速度：　　３．４ｍ／秒 すべり距離：　　２００ｍ 最終荷重　：　　１７．６〜１８．５　ｋｇ回転輪：　
ＳＵＪ　２　（ＩＩＲｃ　６０〜６３）（１１）耐事故
性（割損事故に対する抵抗性）スリーブの表面から２５
０■１における接線方向の内層強度（引張強度）及び内
層内面における接線方向の残留応力を測定した。

（ｉ）及び（ｉｉ　）の測定結果を第３表に示す。

（次　葉） 第３表 （ｉｉｉ　）耐クラツク性 外層は圧延材と接し、繰り返し熱負荷を受けることによ
り、熱疲労クラック（いわゆるヒートクランク）を発生
ずる。

この熱疲労クラックは、靭性（引張試験における伸び）
によって判断され、靭性に優れる程、熱疲労クラックに
対して抵抗性が高い。

スリーブ外表面から４０■１の位置での引張試験結果を
第４表示す。

（次　葉） 第４表 ■　■及び■第３表より、本発明の複合スリーブの外層
は高硬度であり、耐摩耗性に極めて優れていることが判
る。また第４表の外層の伸び値からも、耐クラツク性に
優れていることが把握される。しかも、スリーブ内層の
強度も優れ、残留応力も低い値となっており、耐事故性
についても良好であることが判る。

（発明の効果） 本発明は以上詳細に説明した通りであって、本発明に係
るＩ（型鋼圧延用複合スリーブにおいては、その外層を
特定化学組成の高クロム材質で形成し、その内層を特定
化学組成の球状黒鉛鋳鉄材質で形成し、かつ内層へのＣ
ｒ混入を防止すべく外内層間に特定化学組成の中間層を
介在させ、これらを溶着一体化せしめていると共に、ご
れに前記特定条件による高温熱処理を施しているたみ、
外層は主として（Ｆｅ、　Ｃｒ）７Ｃ３型の１次及び２
次炭化者が多量に存在するベーナイトを主体とする基地
からなり、所ｉｌｌ目標とする外層硬度Ｈｓ　６５ＪＮ
上を確実に達成することができ、これによって耐摩耗性
および耐ヒートクランク性に優れ、実際圧延上の偏摩耗
の低減、うニブとフランジとのコーナ部のヒートクラッ
ク低減に著しく寄与するものとなり、他方内層を形成す
る黒鉛鋼材質は材質的に強靭性に優れ、しかも中間層の
介在によって外層からのＣｒ混入による材質脆化の問題
が確実に解消でき、加えて前記熱処理による内層強靭性
向−にの付随的効果が発揮されるため強靭性を１員なう
ことなく、折損事故に対する抵抗性に優れるものとなり
、これら外内層のもつ優れた特性の相乗作用に３１って
、本発明のスリーブは従来品に比較すると、その圧延成
績並びにスリーブ寿命において著しい改善効果をもたら
し、特に１１形調圧延の分野では極めて有用なものとな
り得る。

また遠心力鋳造による本発明の製造法に例えば外層に続
き中間層及び内層も遠心力鋳造によって形成するように
しているたみ、各層相瓦間の混合が少なく、しかも特に
内層溶湯のＣｒ量については予め外層からの混入量を見
込んで低い含有鞭に規制しているたみ、中間層の介在と
相俟って内層材質が高Ｃｒ化して強靭性に劣化を来たす
ことなく、さらに内層を中空遠心力鋳造による内層凝固
１′ｉ織微細化すなわち強靭性向上の効果、またその溶
着性の面でも良好な結果が得られ、更にその高温熱処理
の実施によれば外内層に対する上記顕著な改良効果が得
られ、所期目的とする複合スリーブを得るための技術手
段として特に有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造過程における遠心力鋳造用金型の
断面説明図、第２図は複合スリーブが焼ばめられたスリ
ーブロールの横断面図、第３図は本発明に係る複合スリ
ーブ−例についての硬度分布を表わす図、第４図［１）
、　ｆ２）は本発明に係る外層の金属組織写真である。 ３・・・外層、４・・・中間層、５・・・内層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．８〜２．０％、Ｎｉ：０．８〜２．５％Ｓ
   ｉ：０．３〜１．５％、Ｃｒ：７〜２２％Ｍｎ：０．４
   〜１．５％、Ｍｏ：０．５〜３．０％Ｐ：０．１％以下 Ｓ：０．１％以下 を各重量％含み、残部実質的にＦｅからなり、かつ（Ｆ
   ｅ、Ｃｒ）＿７Ｃ＿３型を主体とする１次および２次カ
   ーバイドとベーナイトを主体とする基地からなる高クロ
   ム材質の外層と、 Ｃ：０．８〜２．５％、Ｎｉ：０．１〜２．５％Ｓｉ：
   ０．２〜３．０％、Ｃｒ：０．５〜９．０％Ｍｎ：０．
   ３〜２．０％、Ｍｏ：１．５％以下Ｐ：０．１％以下 Ｓ：０．１％以下 を各重量％含み、残部実質的にＦｅからなる中間層と、 Ｃ：２．８〜３．８％、Ｎｉ：２．５％以下Ｓｉ：１．
   ８〜４．０％、Ｃｒ：１．５％以下Ｍｎ：０．２〜１．
   ０％、Ｍｏ：０．８％以下Ｐ：０．１％以下　Ｍｇ：０
   ．０２〜０．１％Ｓ：０．０３％以下 を各重量％含み、残部実質的にＦｅからなる球状黒鉛鋳
   鉄材質の内層とを溶着一体化せしめてなり、かつ前記外
   層硬度がＨｓ６５以上を有することを特徴とするＨ形鋼
   圧延用複合スリーブ。 ２、遠心力鋳造法により、 Ｃ：０．８〜２．０％、Ｎｉ：０．８〜２．５％Ｓｉ：
   ０．３〜１．５％、Ｃｒ：７〜２２％Ｍｎ：０．４〜１
   ．５％、Ｍｏ：０．５〜３．０％Ｐ：０．１％以下 Ｓ：０．１％以下 を各重量％含み、残部実質的にＦｅからなる高クロム材
   質の外層溶湯を鋳込んだ後、その内面が一部又は全部未
   凝固の間に、 Ｃ：０．８〜３．０％、Ｎｉ：２．５％以下Ｓｉ：０．
   ２〜３．０％、Ｃｒ：０．３％以下Ｍｎ：０．３〜２．
   ０％、Ｍｏ：１．５％以下Ｐ：０．１％以下 Ｓ：０．１％以下 を各重量％含み、残部実質的にＦｅからなる中間層溶湯
   を鋳込み、更にその内面が凝固後又は未凝固の間に、 Ｃ：２．８〜３．８％、Ｎｉ：２．５％以下Ｓｉ：１．
   ８〜４．０％、Ｃｒ：０．８％以下Ｍｎ：０．２〜１．
   ０％、Ｍｏ：０．８％以下Ｐ：０．１％以下　Ｍｇ：０
   ．０２〜０．１％Ｓ：０．０６％以下 を各重量％含み、残部実質的にＦｅからなる球状黒鉛鋳
   鉄材質の内層溶湯を鋳込み、外層、中間層及び内層を溶
   着一体化せしめた後、９００〜１１００℃に保持し１０
   ０℃／Ｈｒ以上の冷却速度で冷却する熱処理を施すこと
   を特徴とするＨ形鋼圧延用複合スリーブの製造法。