JP3486714B2 - 可逆式熱間圧延機の保熱炉内コイラードラム鋳造用耐肌荒れ性等にすぐれた耐熱鋳鋼 - Google Patents
可逆式熱間圧延機の保熱炉内コイラードラム鋳造用耐肌荒れ性等にすぐれた耐熱鋳鋼Info
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Description
置におけるコイラードラムの胴部構成材料として使用さ
れる耐肌荒れ性、高温強度等にすぐれた耐熱鋳鋼に関す
る。
は、比較的設備費の少ないホットストリップミルとし
て、主にステンレス鋼,特殊鋼等のスラブの熱間圧延に
使用されている。その圧延スタンドの左右両側に、コイ
ラードラムが配置されている。コイラードラムは、被圧
延材が所定の圧延温度に保持されるように、保熱炉(約
900 〜1100℃)内に設置されており、スラブ(厚さ約10
0 〜200 mm)は左右のコイラードラムに交互に巻き取ら
れながら、板厚約 2〜10mmの鋼帯に圧延される。上記コ
イラードラムは、外径 1000 mm以上, 胴長 2000 〜3000
mm, 肉厚 50 mmを超える大型厚肉の円筒体であり、その
ドラム材料として従来より、0.35C-24Cr-14Ni-1.4Nb-Fe
系耐熱合金材が多く使用されている。
℃)内のコイラードラムは、高温に加熱された鋼帯(表
面に酸化皮膜が生成している)の巻き取り過程で、鋼帯
表面の酸化皮膜がドラムの胴部表面に強く押し付けられ
る。このため、鋼帯の巻き取りの繰り返しに伴って、胴
部表面に、肌荒れと称する表面劣化を生じる。ドラムに
肌荒れが発生すると、巻き取られる鋼帯の表面に転写さ
れ、製品鋼帯の表面品質が著しく損われる。コイラード
ラムの耐肌荒れ性を強化することは、鋼帯の表面品質の
確保、該ドラムの耐久性の改善・メンテナンスの軽減に
不可欠である。また、コイラードラムの胴部は、高温環
境での鋼帯の巻き取りに伴う強い締付け力が反復作用
し、このため変形(鼓状変形)・疲労割れ(亀甲状亀
裂)を生じ易く、このこともコイラードラムの耐久性や
製品鋼帯の品質に悪影響を与える。本発明は上記に鑑
み、コイラードラムの構成材料等として有用な、改良さ
れた耐肌荒れ性および機械的特性を備えた耐熱鋳鋼を提
供するものである。
圧延機の保熱炉内コイラードラム鋳造用耐熱鋳鋼は、重
量%で、 C:0.2〜0.4%、 Si:2%以下、 Mn:4%以下 Cr:26%を超え、32%以下、 Ni:13〜25%、 Nb:0.5〜2%、 N:0.1〜0.25%、 を含有し、残部は実質的にFeからなる化学組成を有し
ている。本発明の耐熱鋳鋼は、所望により、上記諸元素
のほか、Al:0.02〜0.2%と、Ti:0.01
〜0.2%,Zr:0.01〜0.2%の元素群から選
ばれる1種ないし2種以上の元素を含有する化学組成が
与えられる。
は次のとおりである。明細書中、合金元素の含有量を示
す%は全て重量基準である。 C: 0.2〜0.4% Cは、Nbと結合して粒界にNbCを析出して高温クリ
ープ破断強度を高めると共に、基地中の固溶C量を低減
させる効果として、高温使用における二次析出物の生成
を抑制し、時効後の延性低下の抑制防止に寄与する。1
100℃前後の高温環境での使用を考慮した上記NbC
の効果を得るために、Cは0.2〜0.4%の含有量を
必要とする。
な元素である。しかし、過剰に添加すると、溶接性の低
下、クリープ破断強度の低下等をきたすので、2%以下
の範囲内で添加される。 Mn: 4%以下 Mnは溶鋼の脱酸作用を有し、またSを固定(MnSの
形成)し、溶接性を高める効果を有する。更に、Mnの
増量により、鋳放し材の引張破断延性が高められる。し
かし、4.0%を超えると、クリープ破断強度が低下す
るので、これを上限とする。
性の強化に有効な元素である。1000〜1100℃の
使用環境に必要な耐酸化性および高温強度は、22%程
度の含有量で確保することができるが、26%を超える
量とすることにより、耐肌荒れ性を大きく高めることが
可能となる。好ましくは、27%以上であり、Crの増
量に伴って肌荒れの抑制防止効果は増強される。しか
し、その反面、引張延性の低下傾向を付随し、32%を
超えるとクリープ破断寿命の低下が大きくなるので、こ
れを上限とする。26%超のCr含有により、引張延性
が多少犠牲にされるが、耐肌荒れ性の向上に伴うコイラ
ードラムの耐久性,圧延材品質の改善効果は、引張延性
の低下の不利を補って十分に余りあるものである。
る。含有量が13%に満たないと、約900℃程度の温
度域でシグマ相の析出による時効脆化を生じ、他方25
%を超えると、鋳放し材の引張破断延性が低くなるの
で、13〜25%とする。好ましくは、15〜20%で
ある。
度を高め、また固溶Cの低減効果として、時効後の延性
を高める。この効果は、0.5%以上の添加により得ら
れる。好ましくは、0.8%以上である。しかし、2%
を超えると、鋳放し材の延性及びクリープ破断強度の低
下をきたすので、これを上限とする。
高める効果を有する。また、Nはオーステナイト相を安
定化する。0.1%未満のNi量では、高温引張強度の
向上効果は得られないが、0.1%以上の添加により顕
著に現れる。しかし、過度に増量すると、引張破断伸び
の低下が大きくなるので、0.25%以下に規制され
る。
は、0.02%以上を必要とする。0.2%を超える
と、酸化物の生成量の増大により、引張延性が悪くなる
ので、これを上限とする。 Ti: 0.01〜0.2% Tiはクリープ破断強度の改善に寄与する。この効果を
得るために、0.01%以上が必要である。0.2%を
超えると、窒化物の増量により、クリープ破断強度の低
下をきたすので、これを上限とする。 Zr: 0.01〜0.2% Tiと同じく、クリープ破断強度の改善に寄与する。こ
の効果を得るために、0.01%以上が添加される。多
量に添加すると、窒化物の増量に伴うクリープ破断強度
の低下をきたすので、0.2%を上限とする。
可避の不純分の混在が許容される。例えば0.04%以
下のP,0.04%以下のSの混入によって本発明の趣
旨を損なわれることはない。
成に調製された鋳鋼溶湯を遠心鋳造または置注ぎ鋳造す
ることにより製造される。鋳造体は、特別の調質熱処理
を必要とせず、そのまま使用することができる。
材の機械性質および肌荒れ試験結果を示す。表中,比較
例No.11 は従来材, No.12 及びNo.13 は発明例に類似す
る組成を有しているが、前者はCr量が不足し、後者は
過剰の例である。クリープ破断試験、耐肌荒れ性試験の
試験条件は次のとおりである。
鋳造ブロックに機械加工を施して作製した中空筒体
(1)(外径 60,内径 40,幅 30,mm)に軸材(2)を嵌
めてロール(3)を構成し、ロール表面に、別途用意し
たステンレス鋼丸棒(4)(外径75, 長さ100,mm)を、
軸線が一致する向きに押圧接触させる。ロールの中空筒
体(1)及びステンレス丸棒(4)を加熱保持してロー
ルを回転させる。ステンレス鋼丸棒の表面は酸化皮膜で
覆われている。ロールの回転を所定時間継続した後、中
空筒体(1)表面の肌荒れ発生状況を肉眼観察する。 試験温度:1000℃、 回転速度: 試験時間:100Hr 表中「耐肌荒れ性」欄の符号は次のとおりである。 ○…肌荒れの発生なし,×…肌荒れの発生顕著
よび高温の機械性質、および耐肌荒れ性にすぐれてい
る。比較例No.12 は、Cr量の不足により、耐肌荒れ性
の改善効果が少なく、比較例No.13 は、耐肌荒れ性にす
ぐれているが、Cr量が過剰のため、クリープ破断寿命
が劣っている。
荒れ性,機械性質にすぐれ、殊に可逆式熱間圧延装置の
コイラードラムの材料として、耐用寿命の向上・メンテ
ナンスの軽減,製品鋼帯の表面品質の向上安定化等の効
果をもたらすものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で、 C:0.2〜0.4%、 Si:2%以下、 Mn:4%以下、 Cr:26%を超え、32%以下、 Ni:13〜25%、 Nb:0.5〜2%、 N:0.1〜0.25%、 を含有し、残部は実質的にFeからなる、可逆式熱間圧
延機の保熱炉内コイラードラム鋳造用耐肌荒れ性等にす
ぐれた耐熱鋳鋼。 - 【請求項2】 重量%で、 C:0.2〜0.4%、 Si:2%以下、 Mn:4%以下 Cr:26%を超え、32%以下、 Ni:13〜25%、 Nb:0.5〜2%、 N:0.1〜0.25%、 およびAl,Ti,Zrから選ばれる1種ないし2種以上
の元素、 Al:0.02〜0.2%、 Ti:0.01〜0.2%、 Zr:0.01〜0.2%、 を含有し、残部は実質的にFeからなる、可逆式熱間圧
延機の保熱炉内コイラードラム鋳造用耐肌荒れ性等にす
ぐれた耐熱鋳鋼。
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