JP2618309B2 - Centrifugal casting sleeve roll and its manufacturing method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性、耐クラック
性、及び強靱性を兼備し、圧延用ロール等として用いて
好適な遠心鋳造製スリーブロールとその製造方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sleeve roll made of centrifugal casting which has both abrasion resistance, crack resistance and toughness and is suitable for use as a roll for rolling and the like, and a method for producing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、例えばＨ形鋼用ユニバーサルミル
における圧延ロールには、外層材として特殊アダマイト
鋼、合金ダクタイル鋳鉄或いはニッケルグレーン鋳鉄等
の高硬度系の材料を用い、内層材として靱性に優れる球
状黒鉛鋼又はダクタイル鋳鉄を用いた複合スリーブが多
用されている。2. Description of the Related Art In recent years, for example, a roll of a universal mill for an H-section steel is made of a high-hardness material such as a special adamite steel, an alloy ductile cast iron or a nickel grain cast iron as an outer layer material, and has an excellent toughness as an inner layer material. Composite sleeves using spheroidal graphite steel or ductile cast iron are frequently used.

【０００３】前記複合スリーブは、周知の遠心力鋳造に
より鋳造され、所定の熱処理及び機械加工を経て、軸材
に焼嵌によりセットされ、一対組立ロールとされるのが
一般的である。[0003] The composite sleeve is generally cast by a known centrifugal casting, subjected to a predetermined heat treatment and machining, set by shrink-fitting on a shaft, and is generally made into a pair of assembly rolls.

【０００４】近年の圧延条件の苛酷化及び圧延における
生産性向上の要求から、より一層の耐摩耗性、耐クラッ
ク性及び強靱性を備えた圧延用ロールの提供が要求され
ている。[0004] In recent years, in view of severer rolling conditions and a demand for improved productivity in rolling, it has been demanded to provide a roll for rolling having more wear resistance, crack resistance and toughness.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】然しながら、前記複合
スリーブの外層材では、圧延側の要求レベル、チャンス
フリー等の長期継続使用に対しては、特に耐摩耗性の点
で限界があり、圧延側の将来構想に対し、ロールがネッ
クになっているのが実状である。従って、このような要
求に対処可能な現材質より著しく性能に優れた外層材の
開発が望まれている。However, the outer layer material of the composite sleeve is limited in terms of wear resistance, especially for long-term continuous use such as the required level on the rolling side and chance-free. The reality is that the role is a bottleneck for the future concept of. Therefore, there is a demand for the development of an outer layer material which is much more excellent in performance than the current material which can meet such demands.

【０００６】また、内層材に関しても、例えばＨ形鋼圧
延における巾可変用ロール圧延等の高負荷圧延に対して
は、まだ強度が不十分で、巾薄サイズの圧延が困難等の
種々の制約を余儀なくされている。[0006] Also, with regard to the inner layer material, various restrictions such as insufficient strength and difficulty in rolling a thin-walled size for high-load rolling such as width-variable roll rolling in H-section steel rolling are difficult. Have to be forced.

【０００７】このような状況から、例えば特開昭60-124
407 号、特開昭61-177355 号には、従来の遠心力鋳造ロ
ールの外層材として高Ｖ鋳鉄を用いることが提案されて
いる。然しながら、遠心力鋳造ロールの外層材として高
Ｖ鋳鉄を用いる圧延用ロールでは、比重の小さいＶ炭化
物が遠心分離し、ロール外層内の特性が肉厚方向で不均
一になる。この傾向は大型ロールで外層肉厚が大なるほ
ど著しく、実用ロールとしての使用に耐えることができ
ないという問題点がある。Under such circumstances, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-124
No. 407 and JP-A-61-177355 propose the use of high-V cast iron as the outer layer material of a conventional centrifugal casting roll. However, in a rolling roll using high-V cast iron as an outer layer material of a centrifugal casting roll, V carbide having a low specific gravity is centrifuged, and characteristics in the outer layer of the roll become uneven in the thickness direction. This tendency is remarkable as the thickness of the outer layer of a large roll increases, and there is a problem that the roll cannot be used as a practical roll.

【０００８】尚、特開昭58-87249号、特開平1-96355 号
公報には、高速度鋼なみに高合金化した鋳鋼、鋳鉄を用
いたロール材が提案されている。然しながら、特開昭58
-87249号は、遠心鋳造によらない小径の鋳物を対象とし
たもので問題にならない。また、特開平1-96355 号は、
特殊な鋳掛肉盛法、遠心力鋳造法以外の特殊な製造手法
しか適用できず、生産性、経済性の面で問題がある。[0008] JP-A-58-87249 and JP-A-1-96355 propose a rolled material using cast steel or cast iron which is made of a high alloy like high speed steel. However, JP 58
-87249 is intended for small diameter castings that do not rely on centrifugal casting, and is not a problem. Also, JP-A-1-96355 discloses that
Only special manufacturing methods other than the special casting overlay method and the centrifugal force casting method can be applied, and there is a problem in terms of productivity and economy.

【０００９】即ち、圧延用ロールの製造に際し、ロール
外層にＶを多量に含有させることにより、耐摩耗性を著
しく向上させることは可能であるが、複合ロール製造時
に生産性、経済性が最も優れているとして一般に実施さ
れている遠心力鋳造法を採用した場合には、炭化物の遠
心分離を生じ、所定の特性を均一に得られないという問
題点がある。[0009] That is, in the production of a rolling roll, it is possible to significantly improve wear resistance by incorporating a large amount of V in the outer layer of the roll, but the most excellent productivity and economical efficiency during the production of a composite roll. However, when a generally used centrifugal casting method is employed, there is a problem that carbides are centrifuged and predetermined characteristics cannot be obtained uniformly.

【００１０】本発明は、外層を形成する合金成分を適正
化し、炭化物組成を限定することにより、遠心力作用下
でも偏析の生じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外
層材を使用するとともに、内層材に鋳鉄系で最も強靱な
ダクタイル鋳鉄を使用し、外層と内層を冶金学的に完全
に結合させて一体とした遠心鋳造製スリーブロールを提
供することを目的とする。The present invention uses an outer layer material having uniform wear resistance and crack resistance which does not cause segregation even under the action of centrifugal force by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition. It is an object of the present invention to provide a centrifugally cast sleeve roll in which the toughest ductile cast iron of cast iron is used for the inner layer material, and the outer layer and the inner layer are completely metallurgically bonded to form an integral unit.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、外層材と、該外層材と溶着一体化したダクタイル鋳
鉄の内層材とからなる遠心鋳造製スリーブロールであっ
て、該外層材が、 Ｃ：１．０〜３．５％，Ｓｉ：２．０％以下，Ｍｎ：
２．０％以下， Ｃｒ：３．０〜１２．０％，Ｍｏ：２．０〜８．０％，
Ｖ：３．０〜１０．０％， Ｎｂ：０．６〜７．０％ を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなるととも
に、下記（１）式と（２）式を満足し、 Ｖ＋１．８Ｎｂ≦７．５Ｃ−６．０％ …（１） ０．２≦ Ｎｂ／Ｖ ≦０．８ …（２） 該内層材が、 Ｃ：２．８〜３．８％，Ｓｉ：２．０〜３．０％，Ｍ
ｎ：０．３〜１．０％， Ｐ：０．１０％以下，Ｓ：０．０４％以下，Ｎｉ：０．
３〜２．０％， Ｃｒ：１．５％以下，Ｍｏ：０．０３〜１．０％ を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなり、 内層
への外層混入比が５〜１５％の範囲に規制されてなるよ
うにしたものである。According to the present invention, there is provided a centrifugally cast sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of ductile cast iron welded and integrated with the outer layer material. Material: C: 1.0-3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% ,
V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, and the balance consists of Fe and unavoidable impurities.
The following formulas (1) and (2) are satisfied: V + 1.8Nb ≦ 7.5C-6.0% (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 (2) The inner layer material C: 2.8 to 3.8%, Si: 2.0 to 3.0%, M
n: 0.3 to 1.0%, P: 0.10% or less, S: 0.04% or less, Ni: 0.
From 3 to 2.0% Cr: 1.5% or less, Mo: contains 0.03 to 1.0%, consists balance of Fe and unavoidable impurities, the inner layer
The mixing ratio of the outer layer is limited to a range of 5 to 15% .

【００１２】請求項２に記載の本発明は、外層材と、該
外層材と溶着一体化したダクタイル鋳鉄の内層材とから
なる遠心鋳造製スリーブロールであって、該外層材が、 Ｃ：１．０〜３．５％，Ｓｉ：２．０％以下，Ｍｎ：
２．０％以下， Ｃｒ：３．０〜１２．０％，Ｍｏ：２．０〜８．０％，
Ｖ：３．０〜１０．０％， Ｎｂ：０．６〜７．０％ 更に Ｎ１：８．０％以下，Ｃｏ：１０．０％以下のうちから
選ばれた１種以上を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物よりなるとともに、下記（１）と式（２）式を満足
し、 Ｖ＋１．８Ｎｂ≦７．５Ｃ−６．０％ …（１） ０．２≦ Ｎｂ／Ｖ ≦０．８ …（２） 該内層材が、 Ｃ：２．８〜３．８％，Ｓｉ：２．０〜３．０％，Ｍ
ｎ：０．３〜１．０％， Ｐ：０．１０％以下，Ｓ：０．０４％以下，Ｎｉ：０．
３〜２．０％， Ｃｒ：１．５％以下，Ｍｏ：０．０３〜１．０％ を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなり、 内層
への外層混入比が５〜１５％の範囲に規制されてなるよ
うにしたものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a sleeve roll made by centrifugal casting comprising an outer layer material and an inner layer material of ductile cast iron which is welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 1. 0.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% ,
V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, further contains at least one selected from N1: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, The balance consists of Fe and unavoidable impurities, and satisfies the following formula (1) and formula (2)
And, V + 1.8Nb ≦ 7.5C-6.0 % ... (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 ... (2) the inner layer material, C: 2.8~3.8%, Si : 2.0-3.0%, M
n: 0.3 to 1.0%, P: 0.10% or less, S: 0.04% or less, Ni: 0.
From 3 to 2.0% Cr: 1.5% or less, Mo: contains 0.03 to 1.0%, consists balance of Fe and unavoidable impurities, the inner layer
The mixing ratio of the outer layer is limited to a range of 5 to 15% .

【００１３】請求項３に記載の本発明は、外層材と、該
外層材と溶着一体化したダクタイル鋳鉄の内層材とから
なる遠心鋳造製スリーブロールであって、該外層材が、 Ｃ：１．０〜３．５％，Ｓｉ：２．０％以下，Ｍｎ：
２．０％以下， Ｃｒ：３．０〜１２．０％，Ｍｏ：２．０〜８．０％，
Ｖ：３．０〜１０．０％， Ｎｂ：０．６〜７．０％ 更に Ｎｉ：８．０％以下，Ｃｏ：１０．０％以下，Ｃｕ：
２．０％以下， Ｔｉ：２．０％以下，Ｚｒ：２．０％以下， Ｂ：０．１％以下のうちから選ばれた１種又は２種以上 を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなるととも
に、下記（１）式と（２）式を満足し、 Ｖ＋１．８Ｎｂ≦７．５Ｃ−６．０％ …（１） ０．２≦ Ｎｂ／Ｖ ≦０．８ …（２） 該内層材が、 Ｃ：２．８〜３．８％，Ｓｉ：２．０〜３．０％，Ｍ
ｎ：０．３〜１．０％， Ｐ：０．１０％以下，Ｓ：０．０４％以下，Ｎｉ：０．
３〜２．０％， Ｃｒ：１．５％以下，Ｍｏ：０．０３〜１．０％ を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなり、 内層
への外層混入比が５〜１５％の範囲に規制されてなるよ
うにしたものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a sleeve roll made by centrifugal casting comprising an outer layer material and an inner layer material of ductile cast iron welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 1. 0.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% ,
V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, Cu:
2.0% or less, Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less , B: One or more selected from 0.1% or less, with the balance Fe and unavoidable Tomo and consisting of impurities
The following formulas (1) and (2) are satisfied: V + 1.8Nb ≦ 7.5C-6.0% (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 (2) The inner layer material C: 2.8 to 3.8%, Si: 2.0 to 3.0%, M
n: 0.3 to 1.0%, P: 0.10% or less, S: 0.04% or less, Ni: 0.
From 3 to 2.0% Cr: 1.5% or less, Mo: contains 0.03 to 1.0%, consists balance of Fe and unavoidable impurities, the inner layer
The mixing ratio of the outer layer is limited to a range of 5 to 15% .

【００１４】[0014]

【００１５】[0015]

【００１６】[0016]

【作用】[Action]

(A) 外層材における合金元素の限定理由 (A) Reasons for limiting alloy elements in outer layer materials

【００１７】Ｃ：1.0 〜3.5 ％ Ｃはロール外層材の耐摩耗性を向上する硬い炭化物を形
成するための必須元素で1.0 ％以上必要であるが、3.5
％を越えると耐クラック性が著しく低下するため上限を
3.5 ％とする。C: 1.0 to 3.5% C is an essential element for forming a hard carbide for improving the wear resistance of the outer layer material of the roll, and is required to be 1.0% or more.
%, Crack resistance is significantly reduced.
3.5%.

【００１８】Ｓｉ：2.0 ％以下 Ｓｉは脱酸剤及び鋳造性の確保に必要な元素で添加する
が、2.0 ％を越えると耐クラック性を低下するため上限
を2.0 ％とする。Si: 2.0% or less Si is added as a deoxidizing agent and an element necessary for ensuring castability, but if it exceeds 2.0%, crack resistance is reduced, so the upper limit is made 2.0%.

【００１９】Ｍｎ：2.0 ％以下 Ｍｎも上記Ｓｉと同様必要であるが、2.0 ％を越えると
耐クラック性が低下するため好ましくなく上限を2.0 ％
とする。Mn: 2.0% or less Mn is required in the same manner as the above Si, but if it exceeds 2.0%, the crack resistance is reduced, so that it is not preferable that the upper limit is 2.0%.
And

【００２０】Ｃｒ：３．０〜１２．０％ Ｃｒは炭化物を形成し、耐摩耗性を向上するための必須
元素で３．０％以上必要であるが、１２．０％を越える
と本発明が対象とするＶ，Ｎｂを添加した場合には耐摩
耗性が劣化するため上限を１２．０％とする。Cr: 3.0 to 12.0% Cr forms a carbide and is essential for improving wear resistance.
The element is required to be 3.0% or more, but if it exceeds 12.0%, the wear resistance deteriorates when V and Nb, which is the object of the present invention, is added, so the upper limit is made 12.0%.

【００２１】Ｍｏ：２．０〜８．０％ ＭｏはＣｒと同様に炭化物を形成して耐摩耗性を向上す
るための必須元素で２．０％以上必要であるが、基地の
焼入性、焼もどし軟化抵抗を向上し、基地組織の強化に
有効であるが、８．０％を越えると耐クラック性が低下
するため、上限を８．０％をする。Mo: 2.0-8.0% Mo forms carbides like Cr and improves wear resistance .
2.0% or more is an essential element for improving the hardenability and temper softening resistance of the matrix, and is effective for strengthening the matrix structure. , The upper limit is set to 8.0%.

【００２２】Ｎｉ：8.0 ％以下、Ｃｏ：10.0％以下 Ｎｉは焼入れ性を向上し、基地組織を強化するために添
加するが、8.0 ％を越えると残留γの存在等不安定な組
織を形成するため好ましくなく、上限を 8.0％とする。Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less Ni is added to improve hardenability and strengthen the base structure. However, if it exceeds 8.0%, an unstable structure such as the presence of residual γ is formed. Therefore, it is not preferable, and the upper limit is set to 8.0%.

【００２３】Ｃｏは高温における組織を安定化させるた
めに添加するが、10.0％を越えるとその耐熱性向上効果
が飽和するため経済性の点から上限を10.0％とする。[0023] Co is added to stabilize the structure at high temperatures, but if it exceeds 10.0%, the effect of improving the heat resistance is saturated, so the upper limit is made 10.0% from the viewpoint of economy.

【００２４】Ｃｕ：２．０以下 Ｃｕは 基地組織を強化し、高温硬さを向上するため添加
するが、Ｃｕは２．０％を越えるとロールの表面性状を
劣化するとともに耐摩耗性、耐クラック性を低下するた
め上限を２．０％とする。 Cu: 2.0 or less Cu is added for strengthening the base structure and improving the high-temperature hardness. However, if Cu exceeds 2.0%, the surface properties of the roll are deteriorated and the wear resistance and the wear resistance are improved. The upper limit is set to 2.0% to reduce cracking .

【００２５】 Ｔｉ： 2.0％以下、Ｚｒ：2.0 ％以下、Ｂ：0.1 ％以下 Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂはともに粗大な共晶炭化物の形成を抑制
し、耐摩耗性、耐クラック性を向上するため添加する
が、ＴｉとＺｒは 2.0％を越えるとＶ，Ｎｂ複合炭化物
の形状を劣化し逆に耐摩耗性を低下するため上限を 2.0
％とし、Ｂは0.1％を越えると粒界に偏析して耐クラッ
ク性を低下するので上限を 0.1％とする。Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less, B: 0.1% or less Ti, Zr, and B are added to suppress the formation of coarse eutectic carbides and to improve wear resistance and crack resistance. However, if the content of Ti and Zr exceeds 2.0%, the shape of the V, Nb composite carbide deteriorates, and conversely, the wear resistance decreases.
If B exceeds 0.1%, B segregates at the grain boundary and lowers crack resistance, so the upper limit is made 0.1%.

【００２６】Ｖ：3.0 〜10.0％、Ｎｂ：0.6 〜7.0 ％ Ｖ、Ｎｂは本発明における最も重要な必須元素であり、
これらの複合添加と含有量制限条件が本発明の最大の特
徴である。V: 3.0-10.0%, Nb: 0.6-7.0% V, Nb is the most important essential element in the present invention.
These complex additions and content limiting conditions are the most important features of the present invention.

【００２７】Ｖは耐摩耗性の向上に最も有効な硬いＭＣ
又はＭ₄ Ｃ₃ 炭化物を形成するための必須元素で、その
効果を発揮するためには3.0 ％以上必要であるが、10.0
％を越えると耐クラック性の低下、製造上の問題を生じ
るため上限を10.0％とする。V is a hard MC which is most effective for improving abrasion resistance.
Or an essential element for forming M ₄ C ₃ carbide, and it is necessary to have 3.0% or more to exhibit its effect.
%, Crack resistance deteriorates and production problems occur, so the upper limit is made 10.0%.

【００２８】ＮｂもＶと同様耐摩耗性に有効な硬いＭＣ
型炭化物を形成するが、単独添加では粗大な塊状炭化物
となりその効果が得られないだけでなく耐クラック性が
問題となる。Nb is also a hard MC effective for abrasion resistance like V.
Formed carbides are formed, but if they are added alone, they become coarse bulky carbides, and not only the effect cannot be obtained, but also crack resistance becomes a problem.

【００２９】尚、本発明の外層材にあっては、上述のＮ
ｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｗ、Ｂを必ずしも含有す
ることを要しない。Incidentally, in the outer layer material of the present invention, the above-mentioned N
It is not always necessary to contain i, Co, Cu, Ti, Zr, W, and B.

【００３０】更に、本発明の外層材において、ＶとＮｂ
を複合添加した場合の母材硬さに及ぼすＣ量との関係、
及び遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に起因する外
層、内層間の熱間摩耗比、熱衝撃試験におけるクラック
の最大深さとＮｂ，Ｖの含有量比Ｎｂ／Ｖとの関係を調
べた結果をそれぞれ図１〜図４及び図５〜図８に示す。Further, in the outer layer material of the present invention, V and Nb
Relationship with the amount of C on the base metal hardness when compounding is added,
And the relationship between the maximum wear depth in the thermal shock test and the Nb / V content ratio Nb / V in the outer layer and the inner layer due to the carbide distribution in the ring material cast by centrifugal force. 1 to 4 and FIGS. 5 to 8 respectively.

【００３１】図１〜図４から耐摩耗熱間圧延用ロールと
して必要な硬さＨs 75以上を得るためには Ｖ＋1.8 Ｎ
ｂ≦7.5 Ｃ−6.0 （％）を満足する必要があることが明
らかとなった。From FIG. 1 to FIG. 4, in order to obtain the required hardness Hs of 75 or more as a roll for wear-resistant hot rolling, V + 1.8 N
It became clear that it was necessary to satisfy b ≦ 7.5 C-6.0 (%).

【００３２】尚、図１の実験は、Ｓｉ：0.5 ％，Ｍｎ：
0.5 ％, Ｃｒ：6.8 ％，Ｍｏ：3.2％ を含有し、Ｃ，
Ｖ，Ｎｂを変化させた溶湯を鋳造した25mmＹ／ブロック
について1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施
した試料を用い、図２の実験はＳｉ：0.5 ％、Ｍｎ：0.
5 ％、Ｎｉ： 2.7％，Ｃｒ：7.2 ％，Ｍｏ：3.5 ％を含
有し、Ｃ，Ｖ，Ｎｂを変化させた溶湯を鋳造した25mmＹ
−ブロックについて1000℃焼ならし処理、 550℃焼もど
し処理を施した試料を用い、図３の実験は、Ｓｉ：0.4
％，Ｍｎ：0.4 ％，Ｎｉ： 1.5％，Ｃｒ：5.7 ％，Ｍ
ｏ：2.8 ％、Ｃｏ： 3.2％を含有し、Ｃ，Ｖ，Ｎｂを変
化させた溶湯を鋳造した25mmＹ−ブロックについて1050
℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施した試料を用
い、図４の実験は、Ｓｉ：0.3 ％，Ｍｎ：0.4 ％，Ｃ
ｒ：6.0 ％，Ｍｏ：3.2 ％，Ｃｏ： 4.1％を含有し、
Ｃ，Ｖ，Ｎｂを変化させた溶湯を鋳造した25mmＹ−ブロ
ックについて1050℃焼入れ処理、550 ℃焼もどし処理を
施した試料を用いた。The experiment of FIG. 1 shows that Si: 0.5%, Mn:
0.5%, Cr: 6.8%, Mo: 3.2%, C,
A 25 mm Y / block cast from a molten metal with varied V and Nb was subjected to a 1000 ° C. normalizing process and a 550 ° C. tempering sample. The experiment of FIG. 2 was performed with 0.5% Si and 0.5% Mn.
25mmY cast from 5%, Ni: 2.7%, Cr: 7.2%, Mo: 3.5%, and molten C, V, Nb
Using a sample subjected to a 1000 ° C. normalizing treatment and a 550 ° C. tempering treatment for the block, the experiment in FIG.
%, Mn: 0.4%, Ni: 1.5%, Cr: 5.7%, M
O: 2.8%, Co: 3.2%, 1050 for a 25 mm Y-block cast from a molten metal with varied C, V, Nb.
The samples in FIG. 4 were subjected to a normalizing process at 550 ° C. and a tempering process at 550 ° C.
r: 6.0%, Mo: 3.2%, Co: 4.1%,
Samples obtained by quenching at 1050 ° C. and tempering at 550 ° C. for a 25 mm Y-block cast from a molten metal having varied C, V, and Nb were used.

【００３３】また、図５〜図８から遠心力鋳造法で製造
した場合にも均一な外層材を得ることができ、且つ耐ク
ラック性を損なわないためには 0.2 ≦ Ｎｂ／Ｖ ≦ 0.8 を満足する必要があることが明らかとなった。From FIG. 5 to FIG. 8, a uniform outer layer material can be obtained even when manufactured by the centrifugal casting method, and 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 is satisfied in order not to impair the crack resistance. It became clear that we needed to do that.

【００３４】尚、図５〜図８において、「摩耗比（内層
／外層）」は、リング材の内層側から採取した試験片の
摩耗量（Ｉｗ）と外層側から採取した試験片の摩耗量
（Ｏｗ）との比（Ｉｗ／Ｏｗ）であり、「熱衝撃クラッ
ク最大深さ」は、熱衝撃試験で発生したクラックの最大
深さである。In FIGS. 5 to 8, "wear ratio (inner layer / outer layer)" means the amount of wear (Iw) of the test piece taken from the inner layer side of the ring material and the amount of wear of the test piece taken from the outer layer side. (Iw / Ow) with respect to (Ow), and the “thermal shock crack maximum depth” is the maximum crack depth generated in the thermal shock test.

【００３５】また、図５の実験は、Ｃ：2.5 ％，Ｓｉ：
0.5 ％，Ｍｎ：0.5 ％，Ｃｒ：6.5％，Ｍｏ：3.5 ％，
Ｖ： 5.4％，Ｎｂ：0 〜8.0 ％を含有する溶湯を遠心力
鋳造（140 Ｇ）して得た肉厚100mm のリングサンプルに
ついて1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施し
た試料を用い、図６の実験は、Ｃ：2.7 ％，Ｓｉ：0.6
％，Ｍｎ：0.5 ％，Ｎｉ：3.2 ％，Ｃｒ：7.4 ％，Ｍ
ｏ：3.7 ％，Ｖ： 5.8％，Ｎｂ：0 〜7.5 ％を含有する
溶湯を遠心力鋳造（140 Ｇ）して得た肉厚100mmのリン
グサンプルについて1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もど
し処理を施した試料を用い、図７の実験は、Ｃ：2.3
％，Ｓｉ：0.4 ％，Ｍｎ：0.5 ％，Ｎｉ：0.5 ％，Ｃ
ｒ：5.5 ％，Ｍｏ：3.2 ％，Ｖ： 5.4％，Ｃｏ： 5.2
％，Ｎｂ：0 〜7.2 ％を含有する溶湯を遠心力鋳造（14
0 Ｇ）して得た肉厚100mm のリングサンプルについて10
50℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施した試料を
用い、図８の実験は、Ｃ：2.2 ％，Ｓｉ：0.3 ％，Ｍ
ｎ：0.4 ％，Ｃｒ：6.0 ％，Ｍｏ：3.2 ％，Ｖ： 5.1
％，Ｃｏ： 4.1％，Ｎｂ：0 〜6.0 ％を含有する溶湯を
遠心力鋳造（140 Ｇ）して得た肉厚100mm のリングサン
プルについて1050℃焼入れ処理、550 ℃焼もどし処理を
施した試料を用いた。The experiment of FIG. 5 shows that C: 2.5%, Si:
0.5%, Mn: 0.5%, Cr: 6.5%, Mo: 3.5%,
A 100-mm thick ring sample obtained by centrifugal casting (140 G) a molten metal containing V: 5.4% and Nb: 0-8.0%, and subjected to 1000 ° C. normalizing treatment and 550 ° C. tempering treatment. The experiment shown in FIG. 6 was performed using C: 2.7% and Si: 0.6%.
%, Mn: 0.5%, Ni: 3.2%, Cr: 7.4%, M
o: A ring sample with a thickness of 100 mm obtained by centrifugal casting (140 G) a molten metal containing 3.7%, V: 5.8%, and Nb: 0 to 7.5% was subjected to 1000 ° C normalizing treatment and 550 ° C tempering. Using the treated sample, the experiment of FIG.
%, Si: 0.4%, Mn: 0.5%, Ni: 0.5%, C
r: 5.5%, Mo: 3.2%, V: 5.4%, Co: 5.2
%, Nb: 0 to 7.2%.
0 G) For a ring sample with a thickness of 100 mm obtained by
Using the samples which were subjected to 50 ° C. normalizing treatment and 550 ° C. tempering treatment, the experiment of FIG. 8 shows that C: 2.2%, Si: 0.3%, M
n: 0.4%, Cr: 6.0%, Mo: 3.2%, V: 5.1
%, Co: 4.1%, Nb: 0 to 6.0%, a 100 mm thick ring sample obtained by centrifugal casting (140 G) of a molten metal, which was quenched at 1050 ° C. and tempered at 550 ° C. Was used.

【００３６】そして、摩耗試験は、φ190 ×15の相手材
とφ50×10の試験材の２円盤のすべり摩耗方式で相手材
を800 ℃に加熱し、荷重100kgfで圧接した状態で試験材
を800rpmで回転させ、すべり率3.9 ％として120 分後の
摩耗減量を測定して行なった。In the abrasion test, the mating material was heated to 800 ° C. by a sliding disk method of a mating material of φ190 × 15 and a testing material of φ50 × 10 at 800 ° C., and the test material was pressed at 800 rpm with a load of 100 kgf. At a slip rate of 3.9%, and the wear loss after 120 minutes was measured.

【００３７】また、熱衝撃試験は、1200rpm で回転して
いるローラーに55×40×15の板状試験片を圧接する方式
で、荷重150kgf、接触時間15ｓの条件で行ない、試験片
に発生したクラック長さを測定した。The thermal shock test was conducted by pressing a 55 × 40 × 15 plate test piece against a roller rotating at 1200 rpm under a load of 150 kgf and a contact time of 15 s. The crack length was measured.

【００３８】更に、本発明の外層材に施す熱処理条件と
しては、1000〜1150℃でオーステナイト化した後、冷却
後の組織がベイナイトになるように制御冷却する。従っ
て、対象とするロール材の組成、形状、サイズにより冷
却条件は異なるものとなる。上述の図１〜図４、図５〜
図８の実験では、被熱処理材のサイズが小さいので、焼
きならし（オーステナイト化後空冷）、焼入れ（オース
テナイト化後急冷）の両処理とも可能となっている。
尚、焼もどしは 500〜 600℃の範囲で最適条件を選んで
実施する。Further, as the heat treatment conditions for the outer layer material of the present invention, after austenitizing at 1000 to 1150 ° C., controlled cooling is performed so that the structure after cooling becomes bainite. Therefore, the cooling conditions differ depending on the composition, shape, and size of the target roll material. 1 to 4 and 5 to 5 described above.
In the experiment of FIG. 8, since the size of the material to be heat-treated is small, both normalizing (air cooling after austenitizing) and quenching (quenching after austenitizing) are possible.
In addition, tempering is performed by selecting the optimal conditions in the range of 500 to 600 ° C.

【００３９】(B) 内層材における合金元素の限定理由 複合ロールにおいては、外層と内層を冶金的に結合させ
るために、外層内面側と内層を混合させることが不可欠
である。然しながら、内層の機能である優れた強靱性を
損なうまで過度に外層を混入させてはならない。このた
め、鋳造条件を選定し、内層部への外層の混入比（内層
材中に混入した外層材重量が全内層材溶湯重量に対して
なす重量％）を適切な範囲に保つことが極めて重要であ
る。本発明では、この範囲を5 〜15％に規制するのが最
適であることを見出した。即ち、5％以下では、遠心力
分離によって外層最内面に形成されたＣ、Ｓｉの濃厚偏
析層が完全に洗われずに残留するため、境界層の健全性
を確保できない。また、15％を越えると、外層成分のう
ち、内層ダクタイル鋳鉄の特性を特に劣化させるＣｒが
多量に混入し、内層の黒鉛形状不良及び著しい白銑化を
招き、内層としての機能が失われる。(B) Reasons for Restriction of Alloy Elements in Inner Layer Material In the composite roll, it is essential to mix the inner surface side of the outer layer and the inner layer in order to metallurgically bond the outer layer and the inner layer. However, the outer layer should not be mixed excessively until the excellent toughness function of the inner layer is impaired. Therefore, it is extremely important to select the casting conditions and keep the mixing ratio of the outer layer to the inner layer (the weight percentage of the weight of the outer layer material mixed into the inner layer material with respect to the weight of the entire inner layer material) within an appropriate range. It is. In the present invention, it has been found that it is optimal to regulate this range to 5 to 15%. That is, if it is 5% or less, the dense segregation layer of C and Si formed on the innermost surface of the outer layer by centrifugal force separation remains without being completely washed, so that the soundness of the boundary layer cannot be secured. On the other hand, if it exceeds 15%, a large amount of Cr, which particularly deteriorates the properties of the inner-layer ductile cast iron, is mixed in the outer-layer components, resulting in poor graphite shape of the inner layer and remarkable formation of white iron, losing the function as the inner layer.

【００４０】従って、外層混入比を前記5 〜15％の範囲
で規制し、これによる成分上昇を考慮して凝固後の内層
組成が、下記範囲を満足するように溶湯の化学組成を選
択する必要がある。Therefore, it is necessary to regulate the mixing ratio of the outer layer within the above range of 5 to 15%, and to select the chemical composition of the molten metal so that the composition of the inner layer after solidification satisfies the following range in consideration of an increase in the composition. There is.

【００４１】Ｃ：2.8 〜3.8 ％ Ｃは2.8 ％未満では黒鉛の量が少なくなり、ダクタイル
鋳鉄としての材質特性を充分に発揮できない。一方、3.
8 ％を越えて含有させると脆弱となるため、2.8 〜3.8
％の範囲に規定する。C: 2.8 to 3.8% If C is less than 2.8%, the amount of graphite decreases, and the material properties as ductile cast iron cannot be sufficiently exhibited. Meanwhile, 3.
If it exceeds 8%, it will be fragile, so 2.8 to 3.8
%.

【００４２】Ｓｉ：2.0 〜3.0 ％ Ｓｉは2.0 ％未満では黒鉛の量が少なくなりセメンタイ
トが多く析出するために、硬くて脆くなる。一方、3.0
％を越えると、黒鉛量が多くなり過ぎて強度の劣化をき
たすので、2.0 〜3.0 ％の範囲に規定する。Si: 2.0 to 3.0% If the content of Si is less than 2.0%, the amount of graphite decreases and a large amount of cementite precipitates, so that it becomes hard and brittle. Meanwhile, 3.0
%, The amount of graphite becomes excessively large and the strength is deteriorated. Therefore, it is specified in the range of 2.0 to 3.0%.

【００４３】Ｍｎ：0.3 ％〜1.0 ％ ＭｎはＳの害を抑えるのに有効であるが、0.3 ％未満で
はその効果が充分ではなく、また、1.0 ％を越えると、
材質を劣化させるので、0.3 ％〜1.0 ％の範囲に規定す
る。Mn: 0.3% to 1.0% Mn is effective in suppressing the harm of S. However, if it is less than 0.3%, its effect is not sufficient.
Since the material deteriorates, it is specified in the range of 0.3% to 1.0%.

【００４４】Ｐ：0.1 ％以下 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、0.1 ％以下とする。P: not more than 0.1% P increases the fluidity of the molten metal, but is made 0.1% or less because the material becomes brittle.

【００４５】Ｓ：0.04％以下 Ｓは黒鉛の球状化を阻害するため低く抑える必要があ
り、0.04％以下とする。S: 0.04% or less S must be kept low because it inhibits the spheroidization of graphite.

【００４６】Ｎｉ：0.3 〜2.0 ％ Ｎｉは黒鉛化を促進させるが、0.3 ％未満ではその効果
が不充分であり、2.0％を越えて含有されても顕著な効
果がない。よって、0.3 〜2.0 ％の範囲に規定する。Ni: 0.3-2.0% Ni promotes graphitization, but if it is less than 0.3%, its effect is insufficient, and if it exceeds 2.0%, there is no significant effect. Therefore, it is specified in the range of 0.3 to 2.0%.

【００４７】Ｃｒ：1.5 ％以下 Ｃｒは外層からの混入は避けられず低い程望ましいが、
Ｓｉとのバランスからその含有量は、1.5 ％未満とする
のがよく、1.5 ％を越えて含有させるとセメンタイト量
が多くなり、材質強度が劣化する。よって、Ｃｒ含有量
は1.5 ％以下とする。本発明に係る遠心鋳造製スリーブ
ロールは、前記内層を構成する溶湯のＣｒ含有量は1.0
％未満であり、該内層の凝固後のＣｒ含有量は、上記溶
湯のＣｒ含有量と外層から再溶解拡散されて入ってくる
Ｃｒ％との合計で1.5 ％以下となるようにするものであ
る。Cr: 1.5% or less Cr is inevitably mixed in from the outer layer and is preferably as low as possible.
From the balance with Si, the content is preferably less than 1.5%, and if it exceeds 1.5%, the amount of cementite increases and the material strength is deteriorated. Therefore, the Cr content is set to 1.5% or less. The centrifugally cast sleeve roll according to the present invention has a Cr content of the molten metal constituting the inner layer of 1.0.
% Of the inner layer, and the Cr content after solidification of the inner layer is to be 1.5% or less in total of the Cr content of the molten metal and the Cr% re-dissolved and diffused from the outer layer. .

【００４８】Ｍｏ：０．０３〜１．０％ Ｍｏは、基地硬度を高める効果を有するが、０．０３％
未満ではその効果が不充分であり、１．０％を越えると
脆くなり、また不経済でもあるので、０．０３〜１．０
％とする。[0048] Mo: 0.03 to 1.0% Mo has the effect of increasing the base hardness, 0.03%
Is insufficient, the effect is less than, becomes brittle if it exceeds 1.0%, also because some uneconomical, 0.03 to 1.0
% .

【００４９】凝固後の内層組成が前記範囲を満足するこ
とにより、内層材として用いるダクタイル鋳鉄の機能が
得られるが、本発明の場合、外層から混入するＶ及びＮ
ｂの含有により、複合ロール内層としての一般のダクタ
イル鋳鉄に比べ、機械的性質が更に向上するという利点
がある。When the inner layer composition after solidification satisfies the above range, the function of the ductile cast iron used as the inner layer material can be obtained. In the case of the present invention, V and N mixed from the outer layer are used.
By containing b, there is an advantage that the mechanical properties are further improved as compared with general ductile cast iron as the inner layer of the composite roll.

【００５０】これは、凝固後の内層組成を前記範囲に保
つことにより、炭化物の生成が抑制させることに加え、
結晶粒微細化作用を有し、かつ焼入性向上元素であるＶ
及びＮｂが適量含有するため、高温熱処理によって炭化
物の極めて少ない微細なベイナイト基地組織が得られる
ためである。本ロールの場合、この効果により、従来よ
り更に高負荷圧延にも使用可能となる。This is because, by keeping the composition of the inner layer after solidification within the above range, the formation of carbides can be suppressed.
V, which has a crystal grain refining action and is an element for improving hardenability
This is because a fine bainite matrix structure with a very small amount of carbides can be obtained by high-temperature heat treatment due to appropriate amounts of Nb and Nb. In the case of this roll, this effect makes it possible to use it for higher-load rolling than before.

【００５１】[0051]

【実施例】本発明に係る遠心鋳造製スリーブロールは、
前記詳述した構成を有しているものであり、このロール
の製造方法について図９に示す例によって説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A centrifugally cast sleeve roll according to the present invention comprises:
It has the configuration described in detail above, and a method of manufacturing this roll will be described with reference to an example shown in FIG.

【００５２】先ず、遠心力鋳造機の上で回転し、内面に
耐火物を被覆した金属製鋳型１０の中に、外層１を形成
すべき溶湯を鋳込んだ後、その外層１の内面が未凝固の
間に内層２を鋳込み、この外層１、内層２を完全に冶金
学的に結合させて一体のスリーブ式ロールとする。内層
２の鋳込後も回転を継続し、外層１及び内層２が完全に
凝固するのを待って停止する。First, after the molten metal to form the outer layer 1 is cast into a metal mold 10 which is rotated on a centrifugal casting machine and has an inner surface coated with a refractory, the inner surface of the outer layer 1 The inner layer 2 is cast during solidification and the outer layer 1 and the inner layer 2 are completely metallurgically joined to form an integral sleeve-type roll. After the casting of the inner layer 2, the rotation is continued, and the process is stopped after the outer layer 1 and the inner layer 2 are completely solidified.

【００５３】図１０は本発明に係る遠心鋳造製スリーブ
ロールであり、アーバー３に内層２の中空部を焼嵌によ
りセットされ、使用に供される。FIG. 10 shows a centrifugally cast sleeve roll according to the present invention, in which the hollow portion of the inner layer 2 is set in the arbor 3 by shrink fitting and used.

【００５４】（実験例１）（表１〜表３参照） 製品胴径φ880mm 、内径φ524mm 、巾420mm のロールを
製造した。(Experimental Example 1) (See Tables 1 to 3) Rolls having a product body diameter of 880 mm, an inner diameter of 524 mm, and a width of 420 mm were manufactured.

【００５５】(1) 外層として肉厚100mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1500℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。(1) A molten metal having a thickness of 100 mm was cast as an outer layer into a mold rotating on a centrifugal casting machine at a casting temperature of 1500 ° C.

【００５６】(2) 外層を鋳込み始めてから22分後に内層
溶湯として肉厚125mm を回転鋳型中に1320℃で鋳込ん
だ。(2) Twenty-two minutes after the start of the casting of the outer layer, an inner layer molten metal having a thickness of 125 mm was cast at 1320 ° C. as the inner layer molten metal.

【００５７】(3) 外層を鋳込み始めてから70分後に外層
及び内層は完全に凝固する。 (4) その後、鋳型を垂直に立て常温まで徐冷する。(3) The outer layer and the inner layer are completely solidified 70 minutes after the casting of the outer layer is started. (4) Then, stand the mold vertically and slowly cool it to room temperature.

【００５８】(5) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工を行なって最終製品のロールと
した。(5) After complete cooling, the roll was taken out of the mold and subjected to heat treatment and machining to obtain a roll of the final product.

【００５９】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは内層の鋳込みにより80mmとなってお
り、内層の厚さは135mm で、Ｃｒ含有量は1.0 〜1.8 ％
であった。そして、外層及び内層は互いに完全に結合し
ており組織的な連続性が認められた。As a result of ultrasonic inspection and cutting inspection of the roll body, the thickness of the outer layer was 80 mm due to the casting of the inner layer, the thickness of the inner layer was 135 mm, and the Cr content was 1.0 to 1.8%.
Met. Then, the outer layer and the inner layer were completely bonded to each other, and organizational continuity was recognized.

【００６０】外層及び内層の溶湯段階での化学組成は表
１の通りである。Table 1 shows the chemical compositions of the outer layer and the inner layer in the molten metal stage.

【００６１】[0061]

【表１】 [Table 1]

【００６２】尚、上記表１の組成で鋳込まれたロールの
外層及び内層の凝固後の化学組成は表２の如くである。The chemical composition after solidification of the outer layer and the inner layer of the roll cast with the composition shown in Table 1 is as shown in Table 2.

【００６３】[0063]

【表２】 [Table 2]

【００６４】また、本発明ロールの内層の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表３の
如くである。Table 3 shows the mechanical properties of the inner layer of the roll of the present invention in comparison with those of the conventional roll of the same size.

【００６５】[0065]

【表３】 [Table 3]

【００６６】表１、表２の組成からなる本発明ロールに
あっては、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析の生
じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用す
るとともに、内層材に鋳鉄系で最も強靱なダクタイル鋳
鉄を使用し、外層と内層を冶金学的に完全に結合させて
一体とした遠心鋳造製スリーブロールとすることができ
る。In the roll of the present invention having the compositions shown in Tables 1 and 2, the alloy composition for forming the outer layer is optimized and the carbide composition is limited so that segregation does not occur even under the action of centrifugal force. A centrifugally cast sleeve roll that uses an outer layer material with uniform crack resistance and uses the strongest ductile cast iron of cast iron as the inner layer material, and completely integrates the outer layer and inner layer metallurgically. It can be.

【００６７】（実験例２）（表４〜表６参照） 製品胴径φ1060mm、内径φ550mm 、巾460mm のロールを
製造した。(Experimental Example 2) (See Tables 4 to 6) Rolls having a product body diameter of 1060 mm, an inner diameter of 550 mm, and a width of 460 mm were manufactured.

【００６８】(1) 外層として肉厚150mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1500℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。(1) As an outer layer, a molten metal having a thickness of 150 mm was cast into a mold rotating on a centrifugal casting machine at a casting temperature of 1500 ° C.

【００６９】(2) 外層を鋳込み始めてから35分後に内層
溶湯として肉厚160mm を回転鋳型中に1320℃で鋳込ん
だ。(2) After a lapse of 35 minutes from the start of casting the outer layer, an inner layer molten metal having a thickness of 160 mm was cast at 1320 ° C. in a rotary mold.

【００７０】(3) 外層を鋳込み始めてから 100分後に外
層及び内層は完全に凝固する。 (4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出し、熱処理及び
機械加工後、アーバーに焼嵌を行なって最終製品ロール
とした。(3) After 100 minutes from the start of casting the outer layer, the outer layer and the inner layer are completely solidified. (4) After complete cooling, the roll was taken out of the mold, heat-treated and machined, and then shrink-fitted to the arbor to obtain a final product roll.

【００７１】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは内層の鋳込みにより120mm となってお
り、内層の厚さは135mm で、Ｃｒ含有量は0.62〜0.84％
であった。そして、外層及び内層は互いに完全に結合し
ており組織的な連続性が認められた。As a result of ultrasonic inspection and cutting inspection of the roll body, the thickness of the outer layer was 120 mm due to the casting of the inner layer, the thickness of the inner layer was 135 mm, and the Cr content was 0.62 to 0.84%.
Met. Then, the outer layer and the inner layer were completely bonded to each other, and organizational continuity was recognized.

【００７２】外層及び内層の溶湯段階での化学組成は表
４の通りである。Table 4 shows the chemical compositions of the outer layer and the inner layer at the molten metal stage.

【００７３】[0073]

【表４】 [Table 4]

【００７４】尚、上記表４の組成で鋳込まれたロールの
外層及び内層の凝固後の化学組成は表５の如くである。The chemical composition after solidification of the outer and inner layers of the roll cast with the composition shown in Table 4 is as shown in Table 5.

【００７５】[0075]

【表５】 [Table 5]

【００７６】また、本発明ロールの内層の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表６の
如くである。Table 6 shows the mechanical properties of the inner layer of the roll of the present invention in comparison with those of the conventional roll of the same size.

【００７７】[0077]

【表６】 [Table 6]

【００７８】表４、表５の組成からなる本発明ロールに
あっては、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析の生
じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用す
るとともに、内層材に鋳鉄系で最も強靱なダクタイル鋳
鉄を使用し、外層と内層を冶金学的に完全に結合させて
一体とした遠心鋳造製スリーブロールとすることができ
る。In the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 4 and 5, the alloy components for forming the outer layer were optimized and the carbide composition was limited so that segregation did not occur even under the action of centrifugal force. A centrifugally cast sleeve roll that uses an outer layer material with uniform crack resistance and uses the strongest ductile cast iron of cast iron as the inner layer material, and completely integrates the outer layer and inner layer metallurgically. It can be.

【００７９】（実験例３）（表７〜表９参照） 製品胴径φ1060mm、内径φ550mm 、巾460mm のロールを
製造した。(Experimental Example 3) (See Tables 7 to 9) Rolls having a product body diameter of 1060 mm, an inner diameter of 550 mm, and a width of 460 mm were manufactured.

【００８０】(1) 外層として肉厚150mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1510℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。(1) A molten metal having a thickness of 150 mm as an outer layer was cast at a casting temperature of 1510 ° C. into a mold rotating on a centrifugal casting machine.

【００８１】(2) 外層を鋳込み始めてから31分後に内層
溶湯として肉厚158mm を回転鋳型中に1325℃で鋳込ん
だ。(2) Thirty-one minutes after the start of the casting of the outer layer, a 158 mm thick cast metal was cast at 1325 ° C. as an inner layer molten metal.

【００８２】(3) 外層を鋳込み始めてから 100分後に外
層及び内層は完全に凝固する。 (4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出し、熱処理及び
機械加工後、アーバーに焼嵌を行なって最終製品ロール
とした。(3) After 100 minutes from the start of casting the outer layer, the outer layer and the inner layer are completely solidified. (4) After complete cooling, the roll was taken out of the mold, heat-treated and machined, and then shrink-fitted to the arbor to obtain a final product roll.

【００８３】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは内層の鋳込みにより120mm となってお
り、内層の厚さは128mm で、Ｃｒ含有量は0.63〜0.90％
であった。そして、外層及び内層は互いに完全に結合し
ており組織的な連続性が認められた。As a result of ultrasonic inspection and cutting inspection of the roll body, the thickness of the outer layer was 120 mm due to the casting of the inner layer, the thickness of the inner layer was 128 mm, and the Cr content was 0.63 to 0.90%.
Met. Then, the outer layer and the inner layer were completely bonded to each other, and organizational continuity was recognized.

【００８４】外層及び内層の溶湯段階での化学組成は表
７の通りである。Table 7 shows the chemical compositions of the outer layer and the inner layer in the molten metal stage.

【００８５】[0085]

【表７】 [Table 7]

【００８６】尚、上記表７の組成で鋳込まれたロールの
外層及び内層の凝固後の化学組成は表８の如くである。The chemical composition after solidification of the outer layer and the inner layer of the roll cast with the composition shown in Table 7 is as shown in Table 8.

【００８７】[0087]

【表８】 [Table 8]

【００８８】また、本発明ロールの内層の機械的性質を
同一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表９の
如くである。Table 9 shows the mechanical properties of the inner layer of the roll of the present invention in comparison with those of the conventional roll of the same size.

【００８９】[0089]

【表９】 [Table 9]

【００９０】表７、表８の組成からなる本発明ロールに
あっては、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析の生
じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用す
るとともに、内層材に鋳鉄系で最も強靱なダクタイル鋳
鉄を使用し、外層と内層を冶金学的に完全に結合させて
一体とした遠心鋳造製スリーブロールとすることができ
る。In the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 7 and 8, the alloy components forming the outer layer are optimized and the carbide composition is limited, so that segregation does not occur even under the action of centrifugal force. A centrifugally cast sleeve roll that uses an outer layer material with uniform crack resistance and uses the strongest ductile cast iron of cast iron as the inner layer material, and completely integrates the outer layer and inner layer metallurgically. It can be.

【００９１】[0091]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、外層を形
成する合金成分を適正化し、炭化物組成を限定すること
により、遠心力作用下でも偏析の生じない耐摩耗性と耐
クラック性の均一な外層材を使用するとともに、内層材
に鋳鉄系で最も強靱なダクタイル鋳鉄を使用し、外層と
内層を冶金学的に完全に結合させて一体とした遠心鋳造
製スリーブロールを提供することができる。As described above, according to the present invention, the wear resistance and the crack resistance which do not cause segregation even under the action of centrifugal force are improved by optimizing the alloy component forming the outer layer and limiting the carbide composition. The use of a uniform outer layer material, the use of the toughest cast iron-based ductile cast iron for the inner layer material, and the complete integration of the outer layer and the inner layer in a metallurgical manner provide a centrifugally cast sleeve roll. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】図１はＶとＮｂの複合添加量とＣ量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing the influence of a composite addition amount of V and Nb and a C amount on a base metal hardness.

【図２】図２はＶとＮｂの複合添加量とＣ量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。FIG. 2 is a graph showing the effect of the composite addition amount of V and Nb and the C amount on base metal hardness.

【図３】図３はＶとＮｂの複合添加量とＣ量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。FIG. 3 is a graph showing the effect of the composite addition amount of V and Nb and the C amount on the base metal hardness.

【図４】図４はＶとＮｂの複合添加量とＣ量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。FIG. 4 is a graph showing the effect of the composite addition amount of V and Nb and the C amount on the base metal hardness.

【図５】図５は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすＮｂとＶの含有量比Ｎｂ
／Ｖの影響を示す線図である。FIG. 5 is a graph showing a hot wear ratio between an outer layer and an inner layer caused by a carbide distribution of a centrifugally cast ring material, and a content ratio Nb of Nb and V on a maximum crack depth in a thermal shock test.
FIG. 3 is a diagram showing the effect of / V.

【図６】図６は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすＮｂとＶの含有量比Ｎｂ
／Ｖの影響を示す線図である。FIG. 6 shows the hot wear ratio between the outer layer and the inner layer due to the carbide distribution of the ring material cast by centrifugal force, and the content ratio Nb of Nb and V on the maximum crack depth in the thermal shock test.
FIG. 3 is a diagram showing the effect of / V.

【図７】図７は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすＮｂとＶの含有量比Ｎｂ
／Ｖの影響を示す線図である。FIG. 7 shows the hot wear ratio between the outer layer and the inner layer caused by the carbide distribution of the ring material cast by centrifugal force, and the content ratio Nb of Nb and V on the maximum crack depth in the thermal shock test.
FIG. 3 is a diagram showing the effect of / V.

【図８】図８は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすＮｂとＶの含有量比Ｎｂ
／Ｖの影響を示す線図である。FIG. 8 shows the hot wear ratio between the outer layer and the inner layer caused by the carbide distribution of the centrifugally cast ring material, and the content ratio Nb of Nb and V on the maximum crack depth in the thermal shock test.
FIG. 3 is a diagram showing the effect of / V.

【図９】図９は本発明ロールの製造方法を示す模式図で
ある。FIG. 9 is a schematic view showing a method for producing the roll of the present invention.

【図１０】図１０は本発明ロールを示す模式図である。FIG. 10 is a schematic view showing a roll of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 義弘 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究本部内 (56)参考文献 特開 平２−285047（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−258949（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−305312（ＪＰ，Ａ) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiro Kataoka 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Corp. Technical Research Division (56) References JP-A-2-285047 (JP, A) Hei 2-258949 (JP, A) JP-A-5-305312 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 外層材と、該外層材と溶着一体化したダ
クタイル鋳鉄の内層材とからなる遠心鋳造製スリーブロ
ールであって、 該外層材が、 Ｃ：１．０〜３．５％，Ｓｉ：２．０％以下，Ｍｎ：
２．０％以下， Ｃｒ：３．０〜１２．０％，Ｍｏ：２．０〜８．０％，
Ｖ：３．０〜１０．０％， Ｎｂ：０．６〜７．０％ を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなるととも
に、下記（１）式と（２）式を満足し、 Ｖ＋１．８Ｎｂ≦７．５Ｃ−６．０％ …（１） ０．２≦ Ｎｂ／Ｖ ≦０．８ …（２） 該内層材が、 Ｃ：２．８〜３．８％，Ｓｉ：２．０〜３．０％，Ｍ
ｎ：０．３〜１．０％， Ｐ：０．１０％以下，Ｓ：０．０４％以下，Ｎｉ：０．
３〜２．０％， Ｃｒ：１．５％以下，Ｍｏ：０．０３〜１．０％ を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなり、 内層への外層混入比が５〜１５％の範囲に規制されて な
ることを特徴とする遠心鋳造製スリーブロール。1. A centrifugally cast sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of ductile cast iron welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material has C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% ,
V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, and the balance consists of Fe and unavoidable impurities.
The following formulas (1) and (2) are satisfied: V + 1.8Nb ≦ 7.5C-6.0% (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 (2) The inner layer material C: 2.8 to 3.8%, Si: 2.0 to 3.0%, M
n: 0.3 to 1.0%, P: 0.10% or less, S: 0.04% or less, Ni: 0.
3 to 2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo: 0.03 to 1.0% , the balance being Fe and inevitable impurities , and the mixing ratio of the outer layer to the inner layer is 5 to 15%. A centrifugal casting sleeve roll characterized by being restricted to a range . 【請求項２】 外層材と、該外層材と溶着一体化したダ
クタイル鋳鉄の内層材とからなる遠心鋳造製スリーブロ
ールであって、 該外層材が、 Ｃ：１．０〜３．５％，Ｓｉ：２．０％以下，Ｍｎ：
２．０％以下， Ｃｒ：３．０〜１２．０％，Ｍｏ：２．０〜８．０％，
Ｖ：３．０〜１０．０％， Ｎｂ：０．６〜７．０％ 更に Ｎｉ：８．０％以下，Ｃｏ：１０．０％以下のうちから
選ばれた１種以上を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物よりなるとともに、下記（１）式と（２）式を満足
し、 Ｖ＋１．８Ｎｂ≦７．５Ｃ−６．０％ …（１） ０．２≦ Ｎｂ／Ｖ ≦０．８ …（２） 該内層材が、 Ｃ：２．８〜３．８％，Ｓｉ：２．０〜３．０％，Ｍ
ｎ：０．３〜１．０％， Ｐ：０．１０％以下，Ｓ：０．０４％以下，Ｎｉ：０．
３〜２．０％， Ｃｒ：１．５％以下，Ｍｏ：０．０３〜１．０％ を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなり、 内層への外層混入比が５〜１５％の範囲に規制されて な
ることを特徴とする遠心鋳造製スリーブロール。2. A centrifugally cast sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of ductile cast iron welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material has C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% ,
V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, further contains at least one selected from Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, The balance consists of Fe and unavoidable impurities and satisfies the following equations (1) and (2)
And, V + 1.8Nb ≦ 7.5C-6.0 % ... (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 ... (2) the inner layer material, C: 2.8~3.8%, Si : 2.0-3.0%, M
n: 0.3 to 1.0%, P: 0.10% or less, S: 0.04% or less, Ni: 0.
3 to 2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo: 0.03 to 1.0% , the balance being Fe and inevitable impurities , and the mixing ratio of the outer layer to the inner layer is 5 to 15%. A centrifugal casting sleeve roll characterized by being restricted to a range . 【請求項３】 外層材と、該外層材と溶着一体化したダ
クタイル鋳鉄の内層材とからなる遠心鋳造製スリーブロ
ールであって、 該外層材が、 Ｃ：１．０〜３．５％，Ｓｉ：２．０％以下，Ｍｎ：
２．０％以下， Ｃｒ：３．０〜１２．０％，Ｍｏ：２．０〜８．０％，
Ｖ：３．０〜１０．０％， Ｎｂ：０．６〜７．０％ 更に Ｎｉ：８．０％以下，Ｃｏ：１０．０％以下，Ｃｕ：
２．０％以下， Ｔｉ：２．０％以下，Ｚｒ：２．０％以下， Ｂ：０．１％以下のうちから選ばれた１種又は２種以上 を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなるととも
に、下記（１）式と（２）式を満足し、 Ｖ＋１．８Ｎｂ≦７．５Ｃ−６．０％ …（１） ０．２≦ Ｎｂ／Ｖ ≦０．８ …（２） 該内層材が、 Ｃ：２．８〜３．８％，Ｓｉ：２．０〜３．０％，Ｍ
ｎ：０．３〜１．０％， Ｐ：０．１０％以下，Ｓ：０．０４％以下，Ｎｉ：０．
３〜２．０％， Ｃｒ：１．５％以下，Ｍｏ：０．０３〜１．０％ を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなり、 内層への外層混入比が５〜１５％の範囲に規制されて な
ることを特徴とする遠心鋳造製スリーブロール。3. A centrifugally cast sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of ductile cast iron welded and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material has C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn:
2.0% or less, Cr: 3.0 to 12.0% , Mo: 2.0 to 8.0% ,
V: 3.0 to 10.0%, Nb: 0.6 to 7.0%, Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, Cu:
2.0% or less, Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less , B: One or more selected from 0.1% or less, with the balance Fe and unavoidable Tomo and consisting of impurities
To, the following (1) and (2) satisfies the equation, V + 1.8Nb ≦ 7.5C-6.0 % ... (1) 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 ... (2) the inner layer material C: 2.8 to 3.8%, Si: 2.0 to 3.0%, M
n: 0.3 to 1.0%, P: 0.10% or less, S: 0.04% or less, Ni: 0.
3 to 2.0%, Cr: 1.5% or less, Mo: 0.03 to 1.0% , the balance being Fe and inevitable impurities , and the mixing ratio of the outer layer to the inner layer is 5 to 15%. A centrifugal casting sleeve roll characterized by being restricted to a range .