JPH01192406A - 黒鉛を有する高クロムロール - 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） 本発明は熱間圧延の仕上用に適する黒鉛を有する高クロ
ムロールに関する。

（従来の技術） 近年、熱間圧延用ロールとして耐熱、耐摩耗性に優れた
高クロム鋳鉄ロール材を外層とし、靭性に富む鉄鋼材を
芯材とした複合ロールが普及しているが、前記外層材は
Ｃｒ濃度が高いために熱伝導性が悪く、熱間圧延に際し
て焼付きや肌荒れを起こし易いという欠点があった。

そこで本出願人は特公昭６１−１６４１５号公報に開示
した通り、成分バランスを図ることによって高クロム材
質中に黒鉛を晶出させ、耐焼付性、耐肌荒性を改善した
高クロム鋳鉄材を開発し、同材をホットストリップミル
仕上スタンドワークロール等へ適用して、前記従来ロー
ルに比し好結果を得ているのである。

（発明が解決しようとする課題） ところで前記ホットストリップミル仕上スタンドワーク
ロールは、前段に黒鉛量の多いロールが適し、後段には
黒鉛量の少ないロールが適しており、従ってそれぞれ適
する黒鉛量のロール材を用いて前段及び後段用ロールを
製造し使用していた。

而してこの両者を一本のロールで黒鉛量を調整してまか
なうことができれば、従来それぞれ前、後段ロール用と
して溶製していた溶湯を同一溶湯に依ることができ、ま
た在庫ロールも一種類で事足りる等好ましい面が多く、
その実現が望まれてきた。

本発明はか−る事情のもとに、−本のロールの径大から
径小に至るまでの黒鉛量を変化させ、上記の前、後ロー
ルとして使用可能な高クロムロールの提供を目的とする
。

（課題を解決するための手段） 上記目的達成のために本発明の黒鉛を有する高クロムロ
ールにおいては、外層と靭性に冨む鉄鋼材による芯材を
溶着一体化して成る複合ロールにおいて、前記外層が重
量百分率で、 Ｃ：２．４〜３．４％、　　Ｓｉ：２．０〜３．４％Ｍ
ｎ　：　　０．５〜１．５％、　　Ｐ：０．１　　％以
下Ｓ　：　０．０８％以下、　　Ｎｉ：４．５〜１０％
Ｃｒ：　５〜１０　％、　　Ｍｏ　：　０．４〜２．０
％残部実質的にＰａから成ると共に組織中に黒鉛を晶出
し、かつ該黒鉛は外層表面から同内面に到るまで面積率
で０．５％から１０％の範囲で連続的に変化して含有さ
れていることを発明の構成としたのである。

（作用及び実施例） 先ず前記外層成分の限定理由から説明する。

Ｃ：２．４〜３．４　　％ ＣはＣｒと結合してＣｒ炭化物を形成し、また後述のＳ
ｔ、　Ｎｉの黒鉛生成元素により微細な黒鉛となって晶
出する。２．４％未満ではＣｒ炭化物量が減少すると共
に黒鉛の晶出もほとんどなくなる。一方、３．４％を越
えると、本発明の場合Ｃｒ含有量上限が１０％とされて
いるので、過飽和のＣが高濃度のＳｔ。

Ｘｉのため多量に黒鉛化し、黒鉛晶出が過剰となって耐
摩耗性が劣化する。

Ｓｉ：２．０〜３．４％ Ｓｉは高クロム材質に黒鉛を晶出させるために必要で、
黒鉛は外層表面から同内面に到るまで連続的に増加する
ように晶出させるのであり、このために出銑溶湯中のＳ
ｉを目標値より若干低く抑え、後述するように遠心力鋳
造時に前記溶湯に連続接種を行って総合的に２．０〜３
．４％を含有させるが、総合量が２．０％未満では黒鉛
の総合晶出量が不足し、一方総合量が３．４％を越える
と黒鉛の総合晶出量が過剰となって耐摩耗性の劣化を招
来する。

Ｍｎ　：　　０．５〜１．５％ ｈは溶湯の脱酸のためにＳｔと共に積極的に添加する。

０．５％未満ではこの効果が不足し、１．５％を越える
と機械的性質特に靭性の劣化が著しくなる。

Ｐ：０．１％以下 Ｐはロール材質を脆くするため少ない程望ましく、実害
のない範囲として０．１％以下とする。

Ｓ　：　０．０８％以下 ＳもＰと同様、やはり材質を脆くすることから少ない程
望ましく　０．０８％以下とする。

Ｎｉ：４．５〜１０％ Ｎｉは基地組織の改良と黒鉛を晶出させるために積極的
に含有させるもので、４．５％未満では黒鉛の晶出が困
難となる。一方、１０％を越えるとＳｔの場合と同様、
晶出黒鉛が過多となる。また、残留オーステナイトが増
加して、耐肌荒性の面で問題となる。

Ｃｒ：５〜１０％ ＣｒはＣと結合してＣｒ炭化物を形成するが、５％未満
では該炭化物が少なく耐摩耗性の点で劣り、１０％を越
えると上記Ｎｉ、　Ｓｉの組成範囲では黒鉛が晶出困難
となる。

Ｍｏ　：　０．４〜２．０％ Ｍｏは焼入焼戻し抵抗を高めると共に、炭化物中に入り
、炭化物硬度を高めると同時に焼戻軟化抵抗を向上させ
るのに、有効である。その含有量が０゜４％未満ではこ
のような効果が少なく、一方２．０％を越えると白銑化
傾向が強く黒鉛の晶出が困難となる。

なお上記成分の他は実質的にＰｅであり、以上のように
特定したことによって外層は黒鉛晶出組織となり、同黒
鉛の作用によって潤滑性が付与されて耐焼付性を向上し
耐肌荒性も改善される。しかして上記黒鉛は外層表面か
ら同内面に到るまで連続的に漸増させているのであり、
表面における黒鉛量の下限を面積率で０．５％と限定し
たのは、前記ホットストリップミル仕上スタンドの後段
用ワークロールとして使用の場合、０．５％未満では焼
付きを起こすおそれがあるためであり、一方上限の１０
％の限定は、これを越えて含有されると耐摩耗性の劣化
を招くためである。

ところで上記のように晶出黒鉛を漸増させるには、既述
のように鋳造前溶湯中のＳｉ量を目標値より若干低くし
ておき、同溶湯を鋳造するに際して取鍋中溶湯を撹拌し
なからランス管により連続的に一定速度でＳ　ｉ　−Ｐ
　ｅを取鍋底において溶湯中に添加する接種で行うこと
ができる。

第１図は、Ｓｉ以外の成分を本発明で特定した範囲で含
有の溶湯に、Ｓｉ添加を上記のような方法で行って後、
遠心力鋳造したロール外層−例の表面から内面方向への
深さに随って増加するＳｉ量と晶出黒鉛量（面積率によ
る）との関係をグラフ図としたものであって、初期溶湯
によるＳｉ量の少ない部分、すなわち外層表面部は接種
効果もな（黒鉛を晶出していないが、表面から内面に進
むに従って５ｉｉｌが増加し、接種効果も発揮されて多
量の黒鉛が晶出していることが判る。なお黒鉛の形状は
通常少量晶出部分が粒状、多量晶出部分では片状である
。

かくて遠心力鋳造され凝固した外層を、金型に鋳込んだ
状態、すなわち金型と共に垂直に立て上部から芯材用の
靭性に富む鉄鋼材、たとえばダクタイル鋳鉄、高級鋳鉄
等の溶湯を鋳込むことによって外層と芯材が溶着一体化
した複合ロールが形成される。

第２図は以上のようにして製造された一実施例ロールの
構造を概略的に示した要部断面図であり、１は外層、２
が芯材である。

次に本発明の具体的実施例を説明する。

ロールの胴部寸法は７５０φＸ　１８００１　（ｍｍ）
であり、これを次のようにして製造した。

■　下記第１表に示す化学組成の高クロム鋳鉄溶湯３　
ｔｏｎを、肉厚１００　ｒｍの外層を製造すべく遠心力
鋳造機上で回転する金型に１３８０’Ｃで鋳込み、鋳込
時間は６０分であった。鋳込みに際しては取鍋中の溶湯
を撹拌しながら、ランス管を用いＦｅ−５ｉを０．２ｋ
ｇ／ｓｅｃの供給速度で取鍋底部において溶湯中に連続
添加した。鋳造開始は添加後１０秒であった。

第　　１　　表 （単ｆム（知 ■　外層鋳込後２５分で完全に凝固した。

■　鋳込外層固有の金型を垂直に立て、その上部から芯
材用の高級鋳鉄溶湯を１３８０″Ｃで鋳込んだ。

■　鋳造ロールが完全に冷却して後、同ロールを金型か
ら取り出し、熱処理及び機械加工を行った。

以上のようにして製造したロールの胴部を破壊し、外層
中の晶出黒鉛量を外層表面から内面方向へ８０鵬の深さ
まで面積率によって調査したところ、０．５〜８．７％
まで連続的に変化していた。

第３図は上記調査の外層表面から内面方向への深さと晶
出黒鉛量（面積率）との関係のグラフ図（実線図）と、
従来ロール外層（１同棲種による）の表面から内面方向
への深さと晶出黒鉛量（面積率）との関係のグラフ図（
破線図）である。同図における実線図から本実施例は、
外層表面から約３０ｍｍまではホットストリップミル仕
上スタンド後段ワークロールとして、また３０飾〜８０
ｍでは同前段ワークロールとして使用可能であることが
判る。

なお参考として前記実施例ロール外層の表面から内面方
向への各深さで測定したＳｉ量を第２表に掲げる。

第　　２　　表 （発明の効果） 以上に詳述したように本発明のロールは、黒鉛を有する
高クロム鋳鉄外層を有し、かつその黒鉛が外層表面から
同内面に到るまで連続的に増加して含有されているから
、当初は硬度、耐摩耗性に重点を置き、耐焼付性、耐肌
荒性等も必要とするロール例えばホットストリップミル
仕上スタンド後段ワークロールとして使用でき、成る程
度の摩耗後の黒鉛量が多くなった段階で前記とは逆の耐
焼付性、耐肌荒性に重点を置いたロール例えば前記仕上
スタンドの前段ワークロールとして利用できるのであり
、ひいては製造溶湯も１種類でよく、また在庫も１種類
で事足りる等の利点を招来するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロール外層−例の表面から内面方
向への深さに随って増加するＳｉ量と晶出黒鉛量（面積
率）との関係を示すグラフ図。 第２図は本発明の実施例ロールの構造を概略的に示した
要部断面図。 第３図は本発明の一実施例ロール外層及び従来ロール外
層における外層表面からの深さと晶出黒鉛量（面積率）
との関係を示すグラフ図である。 １・・・外層、２・・・芯材。 第１図 Ｓｔ　％　０ 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外層と靭性に富む鉄鋼材による芯材を溶着一体化
   して成る複合ロールにおいて、前記外層が重量百分率で
   、 Ｃ：２．４〜３．４％、Ｓｉ：２．０〜３．４％Ｍｎ：
   ０．５〜１．５％、Ｐ：０．１％以下Ｓ：０．０８％以
   下、Ｎｉ：４．５〜１０％Ｃｒ：５〜１０％、Ｍｏ：０
   ．４〜２．０％残部実質的にＦｅから成ると共に組織中
   に黒鉛を晶出し、かつ該黒鉛は外層表面から同内面に到
   るまで面積率で０．５％から１０％の範囲で連続的に変
   化して含有されていることを特徴とする黒鉛を有する高
   クロムロール。