JP3830688B2

JP3830688B2 - Method for producing composite roll for rolling

Info

Publication number: JP3830688B2
Application number: JP08739599A
Authority: JP
Inventors: 広之木村; 馨松田; 博彰片山
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2019-03-30
Also published as: JP2000271612A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロール本体の外周に外殻層が溶着一体化された圧延用複合ロールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄鋼材料等の構造用材料の熱間又は冷間圧延に使用される圧延用ロールは、被圧延材と接触する外殻層側に耐摩耗性、芯部側のロール本体に強靱性が要求される。
この種ロールとして、ロール本体にはダクタイル鋳鉄、黒鉛鋼などの強靱性材料、ロール本体を外包する外殻層にはハイス系鋳鉄材などの耐摩耗性材料を使用し、ロール本体の外周と外殻層の内面が溶着一体化された複合ロールがある。
【０００３】
この圧延用複合ロールは、まず最初に、外殻層となる円筒体を鋳造により形成し、次に、その円筒体の少なくとも内面及び両端面を鋳ぐるむように、ロール本体用溶湯を鋳込んで作製される。ロール本体の鋳込み時、円筒体の内面はロール本体用溶湯の熱によって再溶融し、ロール本体と共に再凝固して、ロール本体と円筒体が溶着一体化される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、外殻層を構成するハイス系鋳鉄材は、耐摩耗性向上元素として、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ等の炭化物形成元素を相当量含んでいる。従来の製造方法では、外殻層とロール本体の溶着時に、外殻層に含まれる炭化物形成元素が再溶融してロール本体用溶湯へ混入するが、ロール本体を構成するダクタイル鋳鉄、黒鉛鋼等の材料の場合、Ｃｒ、Ｗ、Ｖ等の炭化物形成元素の含有量があまり多くなると、黒鉛化不良を起こす不都合がある。黒鉛化不良を起こすと、材質の脆化を招き、ロール本体に要求される強靱性が損なわれる。
ロール本体用溶湯を鋳込む前に、外殻層とロール本体との中間成分の溶湯を鋳込んでおくことにより、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ等のロール本体への混入を少なくすることはできるが、中間層用の溶湯をさらに準備せねばならず、ロール製造費用が高くなる。
【０００５】
また、外殻層にカリバーを有する複合ロールの場合、外殻層となる円筒体を鋳造した後、該円筒体の内周側にも、外周側のカリバーに対応する形状の機械加工を夫々施すことが望ましい。その理由は、外殻層の内周側に、カリバーに対応する形状の機械加工を施さない場合には、カリバーの溝底と外殻層の内周との間の肉厚を十分なものに設定すると、カリバーの上端面と外殻層の内周との肉厚が厚くなりすぎて、外殻層全体の質量効果が大きくなり、熱処理時に割れを生じ易くなる問題があるし、外殻層の質量効果を小さくするために、カリバーの溝底での肉厚を薄くすると、圧延使用後におけるカリバー表面の再研磨回数が少なくなり、ロールの低寿命化を招くからである。
しかし、複数のカリバーに対応する形状の機械加工を内周側に施すことは、外周側に施す場合と比べて加工能率が大幅に劣るため、ロール製造費用が高くなる。また、外殻層は高硬度であり、加工能率が良くないため、外殻層の機械加工はできるだけ少なくすることが好ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、強靱性にすぐれる材質からなるロール本体と、耐摩耗性材料からなり、前記ロール本体を外包する外殻層とが溶着一体化された圧延用複合ロールを製造する方法において、該複合ロールは、ロール本体を鋳造した後、鋳造されたロール本体の外周を鋳ぐるんで外殻層を形成することにより作製され、ロール本体の外周を鋳ぐるむ際、ロール本体の外周面が再溶融してロール本体と外殻層とが溶着一体化されるようにしたものである。
【０００７】
また、本発明では、強靱性にすぐれる材質からなるロール本体と、耐摩耗性材料からなり、カリバーを有する外殻層とが溶着一体化された圧延用複合ロールを製造する方法において、該複合ロールは、ロール本体を鋳造する工程、鋳造されたロール本体の外周に外殻層のカリバーに対応する形状の機械加工を施す工程、ロール本体の外周面が再溶融してロール本体と溶着一体化するように、ロール本体の外周を静置鋳造法により鋳ぐるんで外殻層を形成する工程、鋳造された外殻層にカリバーを形成する工程により作製されるようにしたものである。
【０００８】
【作用及び効果】
請求項１に係る方法では、ロール本体の外周表面は、外殻層用溶湯の熱によって再溶融し、外殻層と共に再凝固することにより、ロール本体と外殻層が溶着一体化される。ロール本体を構成する材質は、Ｆｅを主体とし、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ等を含んでいるが、外殻層との溶着時にこれらの元素が外殻層へ混入しても、外殻層の材質劣化を招くことはなく、強靱性にすぐれる複合ロールを作製することができる。
【０００９】
請求項２に係る方法では、ロール本体の外周に、外殻層のカリバーに対応する形状の機械加工を施すようにしたから、外殻層の内周側に同形状の機械加工を施す場合に比べて、機械加工工程での能率が向上する。また、ロール本体に機械加工を施す方が、高硬度の外殻層を機械加工するよりも、加工が容易である。それゆえ、本発明の方法では、複合ロールをより安価に製造することができ、ロール製造コストの低減を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１に係る方法における複合ロールの製造工程を説明する図である。
まず、砂型で構成された下注ぎ式静置鋳造鋳型(12)の中に、ロール本体用の溶湯(14)を注ぐ(図１(ａ)参照)。溶湯が凝固すると、ロール本体(10)が作製されるが、図１(ｂ)に示すように、ロール本体(10)の外周面には、外殻層を設けるための凹部(11)が形成されている。この凹部(11)は、図示のように、鋳造時に同時に形成されるようにしてもよいし、ロール本体(10)の胴部を段差なく鋳込んだ後、機械加工により形成してもよい。
【００１１】
次に、ロール本体(10)の凹部(11)と所定の環状空間が形成される内径寸法を有する下注ぎ式静置鋳造鋳型(13)を砂型で構成し、該鋳型(13)の中にロール本体(10)を配置した後、ロール本体(10)と鋳型(13)の間の環状空間へ、外殻層用溶湯(15)が鋳込まれる(図１(ｂ)参照)。
【００１２】
なお、外殻層用溶湯(15)の温度は、ロール本体(10)の材質の融点以上とする。従って、ロール本体(10)の外周表面は、外殻層用溶湯(15)の熱によって一旦再溶融した後、外殻層と共に再凝固することにより、ロール本体(10)と外殻層(20)が溶着一体化された複合ロール(1)が作製される(図１(ｃ)参照)。
【００１３】
作製された複合ロール(1)は、必要に応じて、その外周に適宜の機械加工が施されて仕上げられる(図１(ｄ)参照)。
【００１４】
図２は、請求項２に係る方法における複合ロールの製造工程を説明する図である。
まず、図１(ａ)と同じ要領にて、ロール本体(10)を鋳造により作製する(図２(ａ)参照)。
【００１５】
次に、ロール本体(10)の外周に、外殻層(20)のカリバー(17)(図２(ｄ)参照)に対応する溝形状(16)の機械加工を施す(図２(ｂ)参照)。
【００１６】
次に、図１(ｂ)と同様に、ロール本体(10)の凹部(11)と所定の環状空間が形成される内径寸法を有する下注ぎ式静置鋳造鋳型(13)を砂型で構成し、該鋳型(13)の中にロール本体(10)を配置し、該ロール本体(10)と鋳型(13)の間の環状空間へ、外殻層用溶湯(15)が鋳込まれる(図２(ｃ)参照)。
【００１７】
外殻層用溶湯(15)の温度は、ロール本体(10)の材質の融点以上であり、ロール本体(10)の外周表面は、外殻層用溶湯(15)の熱によって一旦再溶融した後、外殻層と共に再凝固して、ロール本体(10)と外殻層(20)が溶着一体化された複合ロール(1)が作製される(図２(ｄ)参照)。
【００１８】
作製された複合ロール(1)は、外殻層(20)の所定箇所に機械加工を施して仕上げられ、カリバー(17)が形成される(図２(ｅ)参照)。
【００１９】
本発明の複合ロールは、ロール鋳造後、常法とおり、約１０００℃以上の温度に加熱した後、約３００℃/h〜４００℃/hの冷却速度で冷却する焼入れ熱処理を行なった後、５００〜６００℃の温度で１回乃至数回の焼戻し熱処理を行なう。なお、ロール本体(10)は、前述の中実状のもの以外に中空状のものであってもよい。
【００２０】
ロール本体を構成する材料は、ダクタイル鋳鉄、片状黒鉛鋳鉄又は黒鉛鋼などの黒鉛を晶出する材料が好適に用いられる。これらの材料は、強靱性にすぐれており、過負荷時にロールの扁平化によって負荷を吸収し、耐事故性を向上させることができる。
【００２１】
ダクタイル鋳鉄として、Ｃ：２.５〜４.０％(重量％、以下同じ)、Ｓｉ：１.３〜３.５％、Ｍｎ：０.２〜１.５％、Ｐ：０.２％以下、Ｓ：０.２％以下、Ｎｉ：３.０％以下、Ｃｒ：２.０％以下、Ｍｏ：２.０％以下、Ｍｇ：０.０２〜０.１％を含有し、残部実質的にＦｅからなるものを挙げることができる。
【００２２】
片状黒鉛鋳鉄として、Ｃ：２.５〜４.０％(重量％、以下同じ)、Ｓｉ：０.８〜２.５％、Ｍｎ：０.２〜１.５％、Ｐ：０.２％以下、Ｓ：０.２％以下、Ｎｉ：３.０％以下、Ｃｒ：２.０％以下、Ｍｏ：２.０％以下を含有し、残部実質的にＦｅからなるものを挙げることができる。
【００２３】
黒鉛鋼として、Ｃ：１.０〜２.３％(重量％、以下同じ)、Ｓｉ：０.５〜３.０％、Ｍｎ：０.２〜１.５％、Ｐ：０.２％以下、Ｓ：０.２％以下、Ｎｉ：３.０％以下、Ｃｒ：２.０％以下、Ｍｏ：２.０％以下を含有し、残部実質的にＦｅからなるものを挙げることができる。
【００２４】
外殻層を構成する材料は、耐摩耗性にすぐれるハイス系鋳鉄材が好適に使用される。
このハイス系鋳鉄材として、重量％にて、Ｃ：１.０〜４.０％、Ｓｉ：０.１〜２.０％、Ｍｎ：０.１〜２.０％、Ｃｒ：３.０〜１５.０％、Ｍｏ：０.１〜９.０％、Ｗ：１.５〜１０.０％、Ｖ、Ｎｂの一種又は二種の総計で３.０〜１０.０％を含有し、残部実質的にＦｅからなるものを挙げることができ、必要に応じて、Ｎｉ：３.０〜１０.０％を含むことができる。
ハイス系鋳鉄材の他の例として、重量％にて、Ｃ：１.８〜３.６％、Ｓｉ：１.０〜３.５％、Ｍｎ：０.１〜２.０％、Ｃｒ：０.２〜１０.０％、Ｍｏ：０.１〜１０％、Ｗ：０.１〜１０％、Ｖ、Ｎｂ：一種又は二種の総計で１.５〜１０.０％を含有し、残部実質的にＦｅからなるものを挙げることができ、必要に応じて、Ｎｉ：０.５〜１０.０％、又はＣｏ：０.５〜１０.０％、又はＢ：０.０１〜０.５０％、又はＡｌ：０.０１〜０.５０％、Ｔｉ：０.０１〜０.５０％及びＺｒ：０.０１〜０.５０％からなる群から選択される少なくとも一種を含むことができる。
【００２５】
【実施例】
本発明の具体的実施例を以下に説明する。
まず、胴部の寸法が、直径３９０mm、外径７００mmのロール本体用素材を静置鋳造により作製する。
使用した材料は、重量％にて、Ｃ：３.２７％、Ｓｉ：２.２５％、Ｍｎ：０.３９％、Ｐ：０.００９％、Ｓ：０.０１０％、Ｎｉ：０.５８％、Ｃｒ：０.１４％、Ｍｏ：０.３０％、Ｍｇ：０.０５％、残部実質的にＦｅからなるダクタイル鋳鉄であり、その融点は約１１４５℃である。
前記ロール本体用素材の胴部には、外殻層が配備されるべき外周面に、深さ４０mm×長さ６００mmの凹部を機械加工により形成し、ロール本体を作製した。
【００２６】
このロール本体の凹部と所定の環状空間が形成されるように作られた砂型の中に、約１５０℃の温度に予熱されたロール本体を配置した後、外殻層用溶湯を鋳込んだ。
使用した材料は、重量％にて、Ｃ：３.８４％、Ｓｉ：０.８７％、Ｍｎ：０.６８％、Ｐ：０.０２３％、Ｓ：０.０２５％、Ｃｒ：１０.２％、Ｍｏ：８.８０％、Ｗ：９.２４％、Ｖ：１０.０％、残部実質的にＦｅからなるハイス系鋳鉄材である。
外殻層用溶湯鋳込み時の溶湯温度は約１５８０℃であり、ロール本体の融点よりも高いため、ロール本体の外周表面は、外殻層用溶湯の熱によって一旦再溶融した後、外殻層と共に再凝固し、ロール本体と外殻層が溶着一体化された複合ロールが得られた。
【００２７】
この複合ロールは、機械加工により粗仕上げを行なった後、１０５０℃の温度にて約３５０℃の速度で焼入れし、５５０℃×１０時間の焼戻しを３回行なった。表面硬度はＨｓ８５〜９０であった。
さらに、機械加工により最終仕上げを行ない、胴部の直径３６０mm、長さ６５０mmの複合ロールが得られた。
【００２８】
ロール本体の機械的性質を測定したところ、引張強度は６６０ＭＰａ、伸びは１.４％であった。従来の方法により作製された複合ロール(中間層なしのロール)におけるロール本体の機械的性質は、引張強度が約４５０ＭＰａ、伸びが約０.３〜０.４％程度であるので、引張強度で約１.５倍、伸びで約３.５〜４.７倍高い数値であった。
その理由として、従来の方法では、ロール本体と外殻層の溶着時、外殻層成分がロール本体へ混入してロール本体の材質劣化を生じているのに対し、本発明の方法では、外殻層成分がロール本体へ混入しないため、溶着一体後もロール本体の材質の健全性が維持されるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (ａ)乃至(ｄ)は、本発明に係る複合ロールの製造方法における製造工程の一実施例を説明する図である。
【図２】 (ａ)乃至(ｅ)は、本発明に係る複合ロールの製造方法における製造工程の他の実施例を説明する図である。
【符号の説明】
(1) 複合ロール
(10) ロール本体
(17) カリバー
(20) 外殻層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a composite roll for rolling in which an outer shell layer is welded and integrated on the outer periphery of a roll body.
[0002]
[Prior art]
Rolls used for hot or cold rolling of structural materials such as steel materials are required to have wear resistance on the outer shell layer side in contact with the material to be rolled and toughness on the roll body on the core side. The
As this type of roll, a tough material such as ductile cast iron or graphite steel is used for the roll body, and a wear-resistant material such as high-speed cast iron material is used for the outer shell layer surrounding the roll body. There is a composite roll in which the inner surface of the shell layer is integrated by welding.
[0003]
This rolling composite roll is manufactured by first forming a cylindrical body as an outer shell layer by casting, and then casting a molten metal for the roll body so as to cast at least the inner surface and both end surfaces of the cylindrical body. Is done. When casting the roll main body, the inner surface of the cylindrical body is remelted by the heat of the molten metal for the roll main body and resolidified together with the roll main body, so that the roll main body and the cylindrical body are welded and integrated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the high-speed cast iron material constituting the outer shell layer contains a considerable amount of carbide forming elements such as Cr, W, Mo, and V as elements for improving wear resistance. In the conventional manufacturing method, when the outer shell layer and the roll body are welded, the carbide-forming elements contained in the outer shell layer are remelted and mixed into the molten melt for the roll body. Ductile cast iron, graphite steel, etc. constituting the roll body, etc. In the case of this material, if the content of carbide-forming elements such as Cr, W, V, etc. is excessively large, there is a disadvantage that poor graphitization occurs. If the graphitization failure occurs, the material becomes brittle and the toughness required for the roll body is impaired.
Before casting the molten metal for the roll body, it is possible to reduce the mixing of Cr, W, Mo, V, etc. into the roll body by casting the molten metal of the intermediate component between the outer shell layer and the roll body. However, it is necessary to further prepare a molten metal for the intermediate layer, which increases the cost of roll production.
[0005]
Further, in the case of a composite roll having a caliber in the outer shell layer, after casting a cylindrical body serving as the outer shell layer, machining of a shape corresponding to the caliber on the outer peripheral side is performed on the inner peripheral side of the cylindrical body, respectively. It is desirable. The reason is that the thickness between the groove bottom of the caliber and the inner periphery of the outer shell layer is sufficient when the inner peripheral side of the outer shell layer is not machined in a shape corresponding to the caliber. If set, the wall thickness between the upper end surface of the caliber and the inner circumference of the outer shell layer becomes too thick, the mass effect of the entire outer shell layer becomes large, and there is a problem that cracking is likely to occur during heat treatment, and the outer shell layer This is because if the thickness of the caliber at the groove bottom is reduced in order to reduce the mass effect, the number of re-polishing of the caliber surface after rolling is reduced and the life of the roll is shortened.
However, when machining the shape corresponding to a plurality of calibers on the inner peripheral side is significantly inferior to the outer peripheral side in machining efficiency, the roll manufacturing cost increases. Further, since the outer shell layer has high hardness and the processing efficiency is not good, it is preferable to reduce the machining of the outer shell layer as much as possible.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, a roll composite comprising a roll body made of a material having excellent toughness and an outer shell layer made of a wear-resistant material and enclosing the roll body is welded and integrated. In the method of manufacturing a roll, the composite roll is produced by casting the roll body and then forming the outer shell layer by casting the outer periphery of the cast roll body. The outer peripheral surface of the roll main body is remelted so that the roll main body and the outer shell layer are welded and integrated.
[0007]
Further, in the present invention, in a method of manufacturing a composite roll for rolling in which a roll body made of a material having excellent toughness and an outer shell layer made of an abrasion resistant material and having a caliber are welded and integrated, the composite The roll is a process of casting the roll body, a process of machining the shape corresponding to the caliber of the outer shell layer on the outer periphery of the cast roll body, and the outer peripheral surface of the roll body is remelted and integrated with the roll body. As described above, the outer periphery of the roll body is cast by a stationary casting method to form an outer shell layer, and the caliber is formed on the cast outer shell layer.
[0008]
[Action and effect]
In the method according to claim 1, the outer peripheral surface of the roll main body is remelted by the heat of the melt for the outer shell layer, and is resolidified together with the outer shell layer, whereby the roll main body and the outer shell layer are welded and integrated. The material constituting the roll body is mainly composed of Fe and contains C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, etc., but these elements may be mixed into the outer shell layer during welding with the outer shell layer. The composite roll excellent in toughness can be produced without causing deterioration of the material of the outer shell layer.
[0009]
In the method according to claim 2, since the machining of the shape corresponding to the caliber of the outer shell layer is performed on the outer periphery of the roll body, the machining of the same shape is performed on the inner circumferential side of the outer shell layer. In comparison, the efficiency in the machining process is improved. Also, machining the roll body is easier than machining a high hardness outer shell layer. Therefore, in the method of the present invention, the composite roll can be manufactured at a lower cost, and the roll manufacturing cost can be reduced.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a view for explaining a manufacturing process of a composite roll in the method according to claim 1.
First, the molten metal (14) for the roll body is poured into a down-poured stationary casting mold (12) composed of a sand mold (see FIG. 1 (a)). When the molten metal is solidified, a roll body (10) is produced. As shown in FIG. 1 (b), a recess (11) for forming an outer shell layer is formed on the outer peripheral surface of the roll body (10). Has been. As shown in the figure, the recess (11) may be formed at the same time as casting, or may be formed by machining after casting the body of the roll body (10) without a step.
[0011]
Next, a concave casting (11) of the roll body (10) and a bottom pouring type stationary casting mold (13) having an inner diameter dimension in which a predetermined annular space is formed are constituted by a sand mold, and the mold (13) After disposing the roll body (10), the outer shell layer molten metal (15) is cast into the annular space between the roll body (10) and the mold (13) (see FIG. 1B).
[0012]
The temperature of the outer shell layer molten metal (15) is not less than the melting point of the material of the roll body (10). Therefore, the outer peripheral surface of the roll body (10) is once again melted by the heat of the outer shell layer molten metal (15) and then re-solidified with the outer shell layer, so that the roll body (10) and the outer shell layer (20 ) Are integrated into a composite roll (1) (see FIG. 1 (c)).
[0013]
The produced composite roll (1) is finished by subjecting the outer periphery thereof to appropriate machining as required (see FIG. 1 (d)).
[0014]
FIG. 2 is a diagram for explaining a manufacturing process of a composite roll in the method according to claim 2.
First, the roll body (10) is produced by casting in the same manner as in FIG. 1 (a) (see FIG. 2 (a)).
[0015]
Next, machining of the groove shape (16) corresponding to the caliber (17) of the outer shell layer (20) (see FIG. 2 (d)) is performed on the outer periphery of the roll body (10) (FIG. 2 (b)). reference).
[0016]
Next, similarly to FIG. 1 (b), the concave casting (11) of the roll body (10) and the bottom pouring type stationary casting mold (13) having an inner diameter dimension in which a predetermined annular space is formed are constituted by a sand mold. The roll body (10) is disposed in the mold (13), and the outer shell layer molten metal (15) is cast into the annular space between the roll body (10) and the mold (13) (see FIG. 2 (c)).
[0017]
The temperature of the outer shell layer molten metal (15) is equal to or higher than the melting point of the material of the roll body (10), and the outer peripheral surface of the roll body (10) is once remelted by the heat of the outer shell layer molten metal (15). Thereafter, it is re-solidified together with the outer shell layer to produce a composite roll (1) in which the roll body (10) and the outer shell layer (20) are integrated by welding (see FIG. 2 (d)).
[0018]
The produced composite roll (1) is finished by machining a predetermined portion of the outer shell layer (20) to form a caliber (17) (see FIG. 2 (e)).
[0019]
After the roll casting, the composite roll of the present invention is heated to a temperature of about 1000 ° C. or higher as usual, and then subjected to a quenching heat treatment that is cooled at a cooling rate of about 300 ° C./h to 400 ° C./h. Tempering heat treatment is performed once to several times at a temperature of ˜600 ° C. The roll body (10) may be hollow in addition to the solid one described above.
[0020]
As the material constituting the roll body, a material that crystallizes graphite such as ductile cast iron, flake graphite cast iron, or graphite steel is preferably used. These materials are excellent in toughness, and can absorb the load by flattening the roll at the time of overload and improve the accident resistance.
[0021]
As ductile cast iron, C: 2.5-4.0% (weight%, the same applies hereinafter), Si: 1.3-3.5%, Mn: 0.2-1.5%, P: 0.2% In the following, S: 0.2% or less, Ni: 3.0% or less, Cr: 2.0% or less, Mo: 2.0% or less, Mg: 0.02 to 0.1%, and the balance substantially In particular, those made of Fe can be mentioned.
[0022]
As flake graphite cast iron, C: 2.5-4.0% (weight%, the same applies hereinafter), Si: 0.8-2.5%, Mn: 0.2-1.5%, P: 0.5. List 2% or less, S: 0.2% or less, Ni: 3.0% or less, Cr: 2.0% or less, Mo: 2.0% or less, and the balance substantially consisting of Fe Can do.
[0023]
As graphite steel, C: 1.0 to 2.3% (% by weight, the same applies hereinafter), Si: 0.5 to 3.0%, Mn: 0.2 to 1.5%, P: 0.2% In the following, S: 0.2% or less, Ni: 3.0% or less, Cr: 2.0% or less, Mo: 2.0% or less, with the balance being substantially made of Fe can be mentioned. .
[0024]
As the material constituting the outer shell layer, a high-speed cast iron material having excellent wear resistance is preferably used.
As this high-speed cast iron material, C: 1.0-4.0%, Si: 0.1-2.0%, Mn: 0.1-2.0%, Cr: 3.0 by weight% ~ 15.0%, Mo: 0.1 ~ 9.0%, W: 1.5 ~ 10.0%, V or Nb contains 3.0 ~ 10.0% in total The balance may be substantially composed of Fe, and may contain Ni: 3.0 to 10.0% as necessary.
As another example of the high-speed cast iron material, C: 1.8-3.6%, Si: 1.0-3.5%, Mn: 0.1-2.0%, Cr: 0.2 to 10.0%, Mo: 0.1 to 10%, W: 0.1 to 10%, V, Nb: 1.5 to 10.0% in total of one or two types, The balance may be substantially composed of Fe, and if necessary, Ni: 0.5 to 10.0%, or Co: 0.5 to 10.0%, or B: 0.01 to 0 Or at least one selected from the group consisting of Al: 0.01 to 0.50%, Ti: 0.01 to 0.50%, and Zr: 0.01 to 0.50%. it can.
[0025]
【Example】
Specific examples of the present invention will be described below.
First, a roll body material having a trunk portion with a diameter of 390 mm and an outer diameter of 700 mm is produced by stationary casting.
The materials used were, by weight, C: 3.27%, Si: 2.25%, Mn: 0.39%, P: 0.009%, S: 0.010%, Ni: 0.58 %, Cr: 0.14%, Mo: 0.30%, Mg: 0.05%, and the balance substantially consisting of Fe, and its melting point is about 1145 ° C.
In the body portion of the roll body material, a recess having a depth of 40 mm and a length of 600 mm was formed by machining on the outer peripheral surface on which the outer shell layer should be provided, thereby producing a roll body.
[0026]
A roll body preheated to a temperature of about 150 ° C. was placed in a sand mold formed so that a concave portion of the roll body and a predetermined annular space were formed, and then a melt for the outer shell layer was cast.
The materials used were C: 3.84%, Si: 0.87%, Mn: 0.68%, P: 0.023%, S: 0.025%, Cr: 10.2% by weight. %, Mo: 8.80%, W: 9.24%, V: 10.0%, the balance being a high-speed cast iron material substantially made of Fe.
Since the melt temperature when casting the outer shell layer is about 1580 ° C. and higher than the melting point of the roll body, the outer peripheral surface of the roll body is once remelted by the heat of the outer shell layer melt, The composite roll in which the roll body and the outer shell layer were welded and integrated was obtained.
[0027]
The composite roll was rough-finished by machining, then quenched at a temperature of 1050 ° C. at a rate of about 350 ° C., and tempered at 550 ° C. for 10 hours three times. The surface hardness was Hs85-90.
Further, final finishing was performed by machining to obtain a composite roll having a body diameter of 360 mm and a length of 650 mm.
[0028]
When the mechanical properties of the roll body were measured, the tensile strength was 660 MPa and the elongation was 1.4%. The mechanical properties of the roll body in the composite roll produced by the conventional method (roll without an intermediate layer) are about 450 MPa in tensile strength and about 0.3 to 0.4% in elongation. The numerical value was about 1.5 times higher and the elongation was about 3.5 to 4.7 times higher.
The reason for this is that in the conventional method, when the roll body and the outer shell layer are welded, the outer shell layer components are mixed into the roll body, resulting in deterioration of the material of the roll body. Since the shell layer component is not mixed into the roll body, it is considered that the soundness of the material of the roll body is maintained even after the welding is integrated.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1D are diagrams for explaining an embodiment of a production process in a method for producing a composite roll according to the present invention.
FIGS. 2A to 2E are views for explaining another embodiment of the production process in the method for producing a composite roll according to the present invention.
[Explanation of symbols]
(1) Composite roll
(10) Roll body
(17) Caliber
(20) Outer shell layer

Claims

強靱性にすぐれる材質からなるロール本体と、耐摩耗性材料からなり、前記ロール本体を外包する外殻層とが溶着一体化された圧延用複合ロールを製造する方法において、ロール本体を鋳造した後、ロール本体との間に所定の環状空間が形成される内径寸法を有する下注ぎ式静置鋳造鋳型の中にロール本体を配置し、ロール本体と前記鋳型の間の環状空間へ外殻層用溶湯を鋳込み、ロール本体の外周面が外殻層用溶湯の熱により再溶融してロール本体と外殻層とが溶着一体化されるようにしたことを特徴とする圧延用複合ロールの製造方法。In a method of manufacturing a composite roll for rolling in which a roll body made of a material having excellent toughness and an abrasion-resistant material and an outer shell layer surrounding the roll body are welded and integrated, the roll body is cast. Thereafter, the roll body is placed in a bottom-poured stationary casting mold having an inner diameter dimension that forms a predetermined annular space between the roll body and the outer shell layer into the annular space between the roll body and the mold. Of a roll for rolling, in which the outer peripheral surface of the roll body is remelted by the heat of the melt for the outer shell layer so that the roll body and the outer shell layer are welded and integrated. Method.

強靱性にすぐれる材質からなるロール本体と、耐摩耗性材料からなり、カリバーを有する外殻層とが溶着一体化された圧延用複合ロールを製造する方法において、ロール本体を鋳造する工程、鋳造されたロール本体の外周に外殻層のカリバーに対応する溝形状を有する凹部を機械加工により形成する工程、ロール本体の凹部との間に所定の環状空間が形成される内径寸法を有する下注ぎ式静置鋳造鋳型の中にロール本体を配置する工程、ロール本体と前記鋳型の間の環状空間へ外殻層用溶湯を鋳込み、ロール本体の外周面が外殻層用溶湯の熱により再溶融してロール本体と溶着一体化するように、ロール本体の外周を鋳ぐるんで外殻層を形成する工程、鋳造された外殻層に機械加工を施してカリバーを形成する工程を備えていることを特徴とする圧延用複合ロールの製造方法。In a method of manufacturing a composite roll for rolling in which a roll body made of a material having excellent toughness and an outer shell layer made of a wear-resistant material and having a caliber are welded and integrated, a process of casting the roll body, casting Forming a recess having a groove shape corresponding to the caliber of the outer shell layer by machining on the outer periphery of the roll body, and pouring having an inner diameter that forms a predetermined annular space between the roll body and the recess The process of placing the roll body in a stationary casting mold, casting the outer shell layer melt into the annular space between the roll body and the mold, and the outer peripheral surface of the roll body is remelted by the heat of the outer shell layer melt And forming the outer shell layer by casting the outer periphery of the roll body so as to be integrated with the roll body, and forming the caliber by machining the cast outer shell layer . With features Method of manufacturing a rolling composite roll that.

ダクタイル鋳鉄、片状黒鉛鋳鉄又は黒鉛鋼で構成される強靱性にすぐれる材質からなるロール本体と、ハイス系鋳鉄材で構成される耐摩耗性材料からなり、前記ロール本体を外包する外殻層とが溶着一体化された圧延用複合ロールを製造する方法において、ロール本体の外周面に外殻層を設けるための凹部を、ロール本体を鋳造した後機械加工により形成するか又はロール本体鋳造時に同時に形成し、その後、ロール本体の凹部との間に所定の環状空間が形成される内径寸法を有する下注ぎ式静置鋳造鋳型の中にロール本体を配置した後、ロール本体と前記鋳型の間の環状空間へ外殻層用溶湯を鋳込み、ロール本体の外周面が外殻層用溶湯の熱により再溶融してロール本体と外殻層とが溶着一体化された後、外殻層の外周に機械加工を施すことを特徴とする圧延用複合ロールの製造方法。A roll body made of ductile cast iron, flake graphite cast iron or graphite steel made of excellent toughness, and a wear-resistant material made of high-speed cast iron material, and an outer shell layer surrounding the roll body In the method of manufacturing a composite roll for rolling integrated with and by welding, a recess for providing an outer shell layer on the outer peripheral surface of the roll body is formed by machining after casting the roll body, or at the time of casting the roll body After the roll body is placed in a bottom casting static casting mold having an inner diameter dimension that forms a predetermined annular space between the roll body and the concave portion of the roll body, After casting the outer shell layer melt into the annular space of the roll body, the outer peripheral surface of the roll body is remelted by the heat of the outer shell layer melt, and the roll body and outer shell layer are welded and integrated, then the outer periphery of the outer shell layer Machining Method of manufacturing a rolling composite roll according to claim.

ダクタイル鋳鉄、片状黒鉛鋳鉄又は黒鉛鋼で構成される強靱性にすぐれる材質からなるロール本体と、ハイス系鋳鉄材で構成される耐摩耗性材料からなり、カリバーを有する外殻層とが溶着一体化された圧延用複合ロールを製造する方法において、ロール本体を鋳造する工程、鋳造されたロール本体の外周に外殻層のカリバーに対応する溝形状を有する凹部を機械加工により形成する工程、ロール本体の凹部との間に所定の環状空間が形成される内径寸法を有する下注ぎ式静置鋳造鋳型の中にロール本体を配置する工程、ロール本体と前記鋳型の間の環状空間へ外殻層用溶湯を鋳込み、ロール本体の外周面が外殻層用溶湯の熱により再溶融してロール本体と溶着一体化するように、ロール本体の外周を鋳ぐるんで外殻層を形成する工程、鋳造された外殻層に機械加工を施してカリバーを形成する工程を備えていることを特徴とする圧延用複合ロールの製造方法。A roll body made of ductile cast iron, flake graphite cast iron or graphite steel made of excellent toughness, and a wear-resistant material made of high-speed cast iron, welded to the outer shell layer with caliber In the method for producing an integrated composite roll for rolling, a step of casting a roll body, a step of forming a recess having a groove shape corresponding to the caliber of the outer shell layer on the outer periphery of the cast roll body by machining, A step of disposing the roll body in a bottom-poured static casting mold having an inner diameter dimension that forms a predetermined annular space between the recess of the roll body, and the outer shell into the annular space between the roll body and the mold Casting the molten metal for the layer, forming the outer shell layer by casting the outer periphery of the roll body so that the outer peripheral surface of the roll body is remelted by the heat of the molten molten metal for the outer shell layer and integrated with the roll body; casting Method of manufacturing a rolling composite roll, characterized in that it comprises a step of forming a caliber by machining the outer shell layer.