JPH06264112A - 鋼管矯正用ロール - Google Patents
鋼管矯正用ロールInfo
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- JPH06264112A JPH06264112A JP5206193A JP5206193A JPH06264112A JP H06264112 A JPH06264112 A JP H06264112A JP 5206193 A JP5206193 A JP 5206193A JP 5206193 A JP5206193 A JP 5206193A JP H06264112 A JPH06264112 A JP H06264112A
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- straightening
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋼管を矯正するときの摩耗に対する抵抗性に
優れた焼結合金層を有するロールを提供し、ロール表面
のプロフィールの長期安定化により、鋼管の品質安定化
とロールの整備工数削減をし、生産性を向上させる。 【構成】 化学成分が重量比でＣ：１．５〜３．０％、
Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｃ
ｒ：２．０〜６．０％、Ｗ：５．０〜１５．０％、Ｍ
ｏ：５．０〜１０．０％、Ｖ：３．０〜９．０％、Ｃ
ｏ：５．０〜１５．０％、残部不純物元素及び実質的に
Ｆｅからなる合金粉末の焼結合金層を、ＨＩＰ処理によ
り、ロール芯材の表面に形成する。更に、ロール芯材の
形状を鼓形にする。
優れた焼結合金層を有するロールを提供し、ロール表面
のプロフィールの長期安定化により、鋼管の品質安定化
とロールの整備工数削減をし、生産性を向上させる。 【構成】 化学成分が重量比でＣ：１．５〜３．０％、
Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｃ
ｒ：２．０〜６．０％、Ｗ：５．０〜１５．０％、Ｍ
ｏ：５．０〜１０．０％、Ｖ：３．０〜９．０％、Ｃ
ｏ：５．０〜１５．０％、残部不純物元素及び実質的に
Ｆｅからなる合金粉末の焼結合金層を、ＨＩＰ処理によ
り、ロール芯材の表面に形成する。更に、ロール芯材の
形状を鼓形にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋼管矯正用ロールに関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】熱間成形により製造された外径１０〜１
１５ｍｍ程度のいわゆる鍛接鋼管は、精整工程におい
て、ロール式鋼管矯正機により真円度や真直度を矯正す
る。即ち、図６のように、互いにクロスするようにして
相対向する１組の鼓形をした矯正用ロール１１の複数組
を、鋼管１２の移動方向Ｄに配置し、各組の相対向する
ロール１１の鋼管外径に応じた隙間の間に、ロール１１
を回転Ｆさせると共に潤滑剤を供給し、外圧を加えつつ
鋼管１２を回転Ｅさせながら移動させることにより矯正
する。この矯正用ロール１１には、摩耗や肌荒れが生じ
にくいこと、亀裂や欠けが発生しないこと等が望まれ、
従来から一般に冷間金型用鋼（ＳＫＤ１１）の鍛造製ロ
ールが用いられている。
１５ｍｍ程度のいわゆる鍛接鋼管は、精整工程におい
て、ロール式鋼管矯正機により真円度や真直度を矯正す
る。即ち、図６のように、互いにクロスするようにして
相対向する１組の鼓形をした矯正用ロール１１の複数組
を、鋼管１２の移動方向Ｄに配置し、各組の相対向する
ロール１１の鋼管外径に応じた隙間の間に、ロール１１
を回転Ｆさせると共に潤滑剤を供給し、外圧を加えつつ
鋼管１２を回転Ｅさせながら移動させることにより矯正
する。この矯正用ロール１１には、摩耗や肌荒れが生じ
にくいこと、亀裂や欠けが発生しないこと等が望まれ、
従来から一般に冷間金型用鋼（ＳＫＤ１１）の鍛造製ロ
ールが用いられている。
【０００３】一方、通常の圧延用ロールにおいては一層
の耐摩耗性向上が求められており、焼結合金の材料を用
いて外層を形成した複合ロールが提案されている。例え
ば、特開昭６２−７８０２号公報には高速度鋼等の粉末
を用い、これを外層材としてロール芯材の外周に熱間等
方圧加圧（「ＨＩＰ」と略記する）処理して焼結すると
同時に拡散接合する複合ロールが、特開昭４９−３６５
１２号公報には高速度鋼の複合合金物品が、特開昭５５
−４１９８０号公報にはバナジウム炭化物高含有の粉末
冶金鋼物品が、特開昭５８−１２８５２５号公報には超
硬又は超合金複合スリーブを焼嵌したロール等が記載さ
れている。また、耐摩耗性を有する焼結合金材料につい
ては、例えば特開昭５７−１８１３６７号公報には焼結
高Ｖ高速度鋼が、特開昭５８−１２６９６３号公報には
粉末高速度鋼等が記載されている。
の耐摩耗性向上が求められており、焼結合金の材料を用
いて外層を形成した複合ロールが提案されている。例え
ば、特開昭６２−７８０２号公報には高速度鋼等の粉末
を用い、これを外層材としてロール芯材の外周に熱間等
方圧加圧（「ＨＩＰ」と略記する）処理して焼結すると
同時に拡散接合する複合ロールが、特開昭４９−３６５
１２号公報には高速度鋼の複合合金物品が、特開昭５５
−４１９８０号公報にはバナジウム炭化物高含有の粉末
冶金鋼物品が、特開昭５８−１２８５２５号公報には超
硬又は超合金複合スリーブを焼嵌したロール等が記載さ
れている。また、耐摩耗性を有する焼結合金材料につい
ては、例えば特開昭５７−１８１３６７号公報には焼結
高Ｖ高速度鋼が、特開昭５８−１２６９６３号公報には
粉末高速度鋼等が記載されている。
【０００４】このように、焼結合金を用いてＨＩＰ処理
法で製作する圧延用の複合ロールとその材料については
盛んに研究開発されており、従来の鋳造品や鍛造品に比
べて、耐摩耗性が改善されている。また、耐摩耗性の更
なる向上のため、従来からロール基地中に炭化物を形成
する元素を多量に加える方法が用いられている。特にバ
ナジウム炭化物ＶＣは、他の金属元素炭化物に比べて硬
さが大きいので、ＶＣをロール基地中に分散させて耐摩
耗性を向上させることが一般的に知られている。
法で製作する圧延用の複合ロールとその材料については
盛んに研究開発されており、従来の鋳造品や鍛造品に比
べて、耐摩耗性が改善されている。また、耐摩耗性の更
なる向上のため、従来からロール基地中に炭化物を形成
する元素を多量に加える方法が用いられている。特にバ
ナジウム炭化物ＶＣは、他の金属元素炭化物に比べて硬
さが大きいので、ＶＣをロール基地中に分散させて耐摩
耗性を向上させることが一般的に知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】配管用炭素鋼鋼管（Ｓ
ＧＰ）等の鋼管は、その表面に酸化鉄スケール皮膜、即
ちＦｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯからなる黒皮を有する状
態で、ソリブル潤滑剤或いは水を供給しながら矯正機に
かけられる。従って、矯正用ロールは冷間の硬い酸化鉄
スケールが一種の研磨剤として作用しながらの摩擦を受
けている。そして、通常の熱間圧延用ロールのような軟
らかいスケールの場合や、通常の冷間圧延ロールのよう
な酸洗いにより脱スケールされた鋼材を圧延する場合と
異なり、極めて厳しい摩擦条件のもとに摩耗する。前述
のように、通常の圧延用ロールの耐摩耗性改善に関して
は種々の先行技術があるが、矯正用ロールに関する摩耗
形態とその対応については記載がなく、未解明であっ
た。
ＧＰ）等の鋼管は、その表面に酸化鉄スケール皮膜、即
ちＦｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯからなる黒皮を有する状
態で、ソリブル潤滑剤或いは水を供給しながら矯正機に
かけられる。従って、矯正用ロールは冷間の硬い酸化鉄
スケールが一種の研磨剤として作用しながらの摩擦を受
けている。そして、通常の熱間圧延用ロールのような軟
らかいスケールの場合や、通常の冷間圧延ロールのよう
な酸洗いにより脱スケールされた鋼材を圧延する場合と
異なり、極めて厳しい摩擦条件のもとに摩耗する。前述
のように、通常の圧延用ロールの耐摩耗性改善に関して
は種々の先行技術があるが、矯正用ロールに関する摩耗
形態とその対応については記載がなく、未解明であっ
た。
【０００６】胴部直径が３００ｍｍ程度の、前記従来の
冷間金型用鋼（ＳＫＤ１１）製矯正用ロールは１ヵ月使
用して片肉約４ｍｍ摩耗する。この摩耗によりロール表
面のプロフィールが崩れると、鋼管の真円度や真直度が
得られなくなり、品質不良品の発生原因となる。このた
め、その都度ロール表面を改削して整備する必要があ
り、耐摩耗性の点で十分満足するものでなかった。
冷間金型用鋼（ＳＫＤ１１）製矯正用ロールは１ヵ月使
用して片肉約４ｍｍ摩耗する。この摩耗によりロール表
面のプロフィールが崩れると、鋼管の真円度や真直度が
得られなくなり、品質不良品の発生原因となる。このた
め、その都度ロール表面を改削して整備する必要があ
り、耐摩耗性の点で十分満足するものでなかった。
【０００７】従って、本発明の目的はこのような問題点
を解消し、ロール表面のプロフィールを長期安定化させ
て安定した鋼管の品質を保ち、ロール整備工数を削減し
て生産性を向上させるため、摩耗に対する抵抗性に優れ
ると共に、亀裂や欠けに対する抵抗性にも優れた鋼管矯
正用ロールを提供することにある。
を解消し、ロール表面のプロフィールを長期安定化させ
て安定した鋼管の品質を保ち、ロール整備工数を削減し
て生産性を向上させるため、摩耗に対する抵抗性に優れ
ると共に、亀裂や欠けに対する抵抗性にも優れた鋼管矯
正用ロールを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
化学成分が重量比でＣ：１．５〜３．０％、Ｓｉ：０．
１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｃｒ：２．０
〜６．０％、Ｗ：５．０〜１５．０％、Ｍｏ：５．０〜
１０．０％、Ｖ：３．０〜９．０％、Ｃｏ：５．０〜１
５．０％、残部不純物元素及び実質的にＦｅからなる合
金粉末の焼結合金層を、ＨＩＰ処理により、ロール芯材
の表面に形成した鋼管矯正用ロールである。
化学成分が重量比でＣ：１．５〜３．０％、Ｓｉ：０．
１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｃｒ：２．０
〜６．０％、Ｗ：５．０〜１５．０％、Ｍｏ：５．０〜
１０．０％、Ｖ：３．０〜９．０％、Ｃｏ：５．０〜１
５．０％、残部不純物元素及び実質的にＦｅからなる合
金粉末の焼結合金層を、ＨＩＰ処理により、ロール芯材
の表面に形成した鋼管矯正用ロールである。
【０００９】次に第２の発明は、ロール芯材の形状を鼓
形にした上記の鋼管矯正用ロールである。
形にした上記の鋼管矯正用ロールである。
【００１０】更に、第３の発明は表面に酸化鉄スケール
を有する鋼管の冷間矯正に用いる如上の鋼管矯正用ロー
ルである。
を有する鋼管の冷間矯正に用いる如上の鋼管矯正用ロー
ルである。
【００１１】
【作用】本発明合金粉末の各成分の特定理由は次のとお
りである。Ｃ：１．５〜３．０重量％ この合金において、Ｃは同時に含有されるＣｒ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｖと結合して硬い炭化物を形成し、耐摩耗性の向上
に寄与する。Ｃが少ないと炭化物が不足して十分な耐摩
耗性が得られず、多くなると炭化物量が過剰となって材
質が脆化する。更に、Ｃは基地中に固溶して基地を焼戻
し硬化させる作用をするが、過剰になると基地の靱性を
低下させる。従って、Ｃの含有量は１．５〜３．０重量
％とする。好ましいＣ含有量は２．０〜３．０重量％で
ある。
りである。Ｃ：１．５〜３．０重量％ この合金において、Ｃは同時に含有されるＣｒ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｖと結合して硬い炭化物を形成し、耐摩耗性の向上
に寄与する。Ｃが少ないと炭化物が不足して十分な耐摩
耗性が得られず、多くなると炭化物量が過剰となって材
質が脆化する。更に、Ｃは基地中に固溶して基地を焼戻
し硬化させる作用をするが、過剰になると基地の靱性を
低下させる。従って、Ｃの含有量は１．５〜３．０重量
％とする。好ましいＣ含有量は２．０〜３．０重量％で
ある。
【００１２】Ｓｉ：０．１〜１．０重量％、Ｍｎ：０．
１〜１．０重量％ Ｓｉは脱酸効果、基地の硬さを高める効果、耐酸化性及
び耐食性を高める効果、更に合金粉末の製造時にアトマ
イズ作業性を高める効果等を有するので、０．１〜１．
０重量％含有させる。好ましいＳｉ含有量は０．２〜
０．７重量％である。Ｍｎも脱酸効果があり、更に焼入
性を高める効果があるので、０．１〜１．０重量％含有
させる。好ましいＭｎ含有量は０．２〜０．７重量％で
ある。
１〜１．０重量％ Ｓｉは脱酸効果、基地の硬さを高める効果、耐酸化性及
び耐食性を高める効果、更に合金粉末の製造時にアトマ
イズ作業性を高める効果等を有するので、０．１〜１．
０重量％含有させる。好ましいＳｉ含有量は０．２〜
０．７重量％である。Ｍｎも脱酸効果があり、更に焼入
性を高める効果があるので、０．１〜１．０重量％含有
させる。好ましいＭｎ含有量は０．２〜０．７重量％で
ある。
【００１３】Ｃｒ：２．０〜６．０重量％ ＣｒはＣと結合して炭化物を形成して耐摩耗性を付与す
ると共に、基地に固溶して焼入性を高め、更に焼もどし
硬化性を高める効果がある。不足するとこの効果が得ら
れず、過剰になると基地の靱性を低下させるので、２．
０〜６．０重量％含有させる。好ましいＣｒ含有量は
３．０〜５．０重量％である。
ると共に、基地に固溶して焼入性を高め、更に焼もどし
硬化性を高める効果がある。不足するとこの効果が得ら
れず、過剰になると基地の靱性を低下させるので、２．
０〜６．０重量％含有させる。好ましいＣｒ含有量は
３．０〜５．０重量％である。
【００１４】Ｗ：５．０〜１５．０重量％、Ｍｏ：５．
０〜１０．０重量％ Ｗ及びＭｏは、Ｃと結合してＭ6Ｃ型の炭化物を形成し
て耐摩耗性を向上させると共に、焼戻し熱処理による二
次硬化性を高める作用がある。過剰の場合は材料が高価
になるのみならず靱性を低下させるので、本発明におけ
る含有量はＷ：５．０〜１５．０重量％、Ｍｏ：５．０
〜１０．０重量％である。より好ましい含有量はＷ：
７．０〜１０．０重量％、Ｍｏ：６．０〜９．０重量％
である。
０〜１０．０重量％ Ｗ及びＭｏは、Ｃと結合してＭ6Ｃ型の炭化物を形成し
て耐摩耗性を向上させると共に、焼戻し熱処理による二
次硬化性を高める作用がある。過剰の場合は材料が高価
になるのみならず靱性を低下させるので、本発明におけ
る含有量はＷ：５．０〜１５．０重量％、Ｍｏ：５．０
〜１０．０重量％である。より好ましい含有量はＷ：
７．０〜１０．０重量％、Ｍｏ：６．０〜９．０重量％
である。
【００１５】Ｖ：３．０〜９．０重量％ ＶはＣと結合してＭＣ型炭化物を形成する。このＭＣ型
炭化物の硬さはＨｖ２５００〜３０００であり、Ｍ6Ｃ
型炭化物の硬さ（Ｈｖ１５００〜１８００）と比較して
硬い。耐摩耗性を必要とする時はＶ含有量を多くすれば
良いが、過剰に含有させても、靱性の低下、切削加工性
の低下、合金粉末製造時のアトマイズ作業性の低下等が
起こる。また、Ｖが少ないと効果を発揮しない。従っ
て、Ｖの必要含有量は３．０〜９．０重量％であり、よ
り好ましくは５．０〜８．０重量％である。
炭化物の硬さはＨｖ２５００〜３０００であり、Ｍ6Ｃ
型炭化物の硬さ（Ｈｖ１５００〜１８００）と比較して
硬い。耐摩耗性を必要とする時はＶ含有量を多くすれば
良いが、過剰に含有させても、靱性の低下、切削加工性
の低下、合金粉末製造時のアトマイズ作業性の低下等が
起こる。また、Ｖが少ないと効果を発揮しない。従っ
て、Ｖの必要含有量は３．０〜９．０重量％であり、よ
り好ましくは５．０〜８．０重量％である。
【００１６】Ｃｏ：５．０〜１５．０重量％ Ｃｏは耐熱性を付与するために有効であるが、過剰にな
ると靱性が低下するので、５．０〜１５．０重量％含有
させる。好ましいＣｏ含有量は７．０〜１０．０重量％
である。
ると靱性が低下するので、５．０〜１５．０重量％含有
させる。好ましいＣｏ含有量は７．０〜１０．０重量％
である。
【００１７】以上に述べた合金粉末を用いることによ
り、後述の実施例で明らかなように、冷間で酸化鉄スケ
ールが介在する摩耗に対する抵抗性に優れ、かつ靭性が
高く、亀裂や欠けに対する抵抗性にも優れた矯正用ロー
ルを得ることができる。
り、後述の実施例で明らかなように、冷間で酸化鉄スケ
ールが介在する摩耗に対する抵抗性に優れ、かつ靭性が
高く、亀裂や欠けに対する抵抗性にも優れた矯正用ロー
ルを得ることができる。
【００１８】本発明の矯正用ロールは次のようにして製
作されてなる。図１の実施例図にて示すように、アトマ
イズ法等により作られた合金粉末１を、円筒形をしたロ
ール芯材２の周囲に配設の金属カプセル３内に充填し、
金属カプセル３の上部に設けた脱気口４から脱気し、密
封することにより金属カプセル３内を真空に維持し、次
いでＨＩＰ処理を施す。ロール芯材は、図２の他の実施
例図ような鼓形をしたロール芯材５にすると、より好ま
しくなる。
作されてなる。図１の実施例図にて示すように、アトマ
イズ法等により作られた合金粉末１を、円筒形をしたロ
ール芯材２の周囲に配設の金属カプセル３内に充填し、
金属カプセル３の上部に設けた脱気口４から脱気し、密
封することにより金属カプセル３内を真空に維持し、次
いでＨＩＰ処理を施す。ロール芯材は、図２の他の実施
例図ような鼓形をしたロール芯材５にすると、より好ま
しくなる。
【００１９】矯正用ロールは、胴体両端部の約５０ｍｍ
の範囲を除く胴長方向の長範囲に亘って鋼管と接触して
使用されるので、この範囲において亀裂や欠けの発生に
対する抵抗性を有していなければならない。この抵抗性
を持たせるために圧縮残留応力を付与するが、図１の円
筒形のロール芯材２の場合は、中央部の圧縮残留応力が
著しく大きく、胴端部になると小さくなる。これに比べ
て、図２の鼓形のロール芯材５の場合は、中央部の値は
やや小さいが、胴端部において比較的大きな値が得られ
る。つまり、鼓形のロール芯材５にすると、使用範囲の
全域において、より好ましい圧縮残留応力付与形態にす
ることができる。
の範囲を除く胴長方向の長範囲に亘って鋼管と接触して
使用されるので、この範囲において亀裂や欠けの発生に
対する抵抗性を有していなければならない。この抵抗性
を持たせるために圧縮残留応力を付与するが、図１の円
筒形のロール芯材２の場合は、中央部の圧縮残留応力が
著しく大きく、胴端部になると小さくなる。これに比べ
て、図２の鼓形のロール芯材５の場合は、中央部の値は
やや小さいが、胴端部において比較的大きな値が得られ
る。つまり、鼓形のロール芯材５にすると、使用範囲の
全域において、より好ましい圧縮残留応力付与形態にす
ることができる。
【００２０】ＨＩＰ処理は、アルゴン等の不活性ガスを
用いて１０００〜１５００気圧の圧力を加えながら、１
０００〜１３００℃の温度で１〜６時間加熱して行な
う。こうすることにより、ロール芯材と拡散接合した焼
結合金の外層を有する矯正ロールを得ることができる。
用いて１０００〜１５００気圧の圧力を加えながら、１
０００〜１３００℃の温度で１〜６時間加熱して行な
う。こうすることにより、ロール芯材と拡散接合した焼
結合金の外層を有する矯正ロールを得ることができる。
【００２１】
【実施例】実施例１ 表１に示す各種耐摩耗材のリング状試験片について、要
点を図５に示すすべり摩耗試験機により、摩耗試験を行
なった。
点を図５に示すすべり摩耗試験機により、摩耗試験を行
なった。
【００２２】図５において、液槽１０の底部にＳＧＰ鋼
管相当の相手鋼材（ＳＳ４１）６を固定し、その上部に
直径７０ｍｍ、幅８ｍｍの各種耐摩耗材の回転Ｃする試
験片７を押し付けて試験した。液槽１０にはソリブル油
１％混合の潤滑剤に実矯正機で発生した酸化鉄スケール
粉を容積比で５０％混合懸濁させた潤滑液８が入れてあ
り、酸化鉄スケールが介在する条件での摩耗試験とし
た。試験中は空気９を吹き込み、潤滑液８が常に懸濁状
態にあるようにした。試験時間は５時間、試験片すべり
速度は０．７５ｍ／ｓｅｃ、試験片の押し付け荷重はヘ
ルツ面圧で試験開始時１０ｋｇｆ／ｍｍ2とした。
管相当の相手鋼材（ＳＳ４１）６を固定し、その上部に
直径７０ｍｍ、幅８ｍｍの各種耐摩耗材の回転Ｃする試
験片７を押し付けて試験した。液槽１０にはソリブル油
１％混合の潤滑剤に実矯正機で発生した酸化鉄スケール
粉を容積比で５０％混合懸濁させた潤滑液８が入れてあ
り、酸化鉄スケールが介在する条件での摩耗試験とし
た。試験中は空気９を吹き込み、潤滑液８が常に懸濁状
態にあるようにした。試験時間は５時間、試験片すべり
速度は０．７５ｍ／ｓｅｃ、試験片の押し付け荷重はヘ
ルツ面圧で試験開始時１０ｋｇｆ／ｍｍ2とした。
【００２３】試験終了後は、試験片の摩耗により減少し
た重量の変化から摩耗体積を算出し、これを試験片の押
し付け荷重とすべり距離との積で割って比摩耗量とし
た。試験結果は表１に示すとおりである。従来材１のＳ
ＫＤ１１鋼材の比摩耗量を１として比較すると、比較材
１及び２の超硬合金が最も比摩耗量が少なく、耐摩耗性
が良い。次いで、本発明材１及び２の耐摩耗性が良い。
超硬合金は確かに耐摩耗性は良いが、本発明が対象とす
る矯正用ロールのような大寸法品への適用性、ロール費
用／寿命の比、改削性等他の要因を考慮して判断する
と、本発明材が最も適している。
た重量の変化から摩耗体積を算出し、これを試験片の押
し付け荷重とすべり距離との積で割って比摩耗量とし
た。試験結果は表１に示すとおりである。従来材１のＳ
ＫＤ１１鋼材の比摩耗量を１として比較すると、比較材
１及び２の超硬合金が最も比摩耗量が少なく、耐摩耗性
が良い。次いで、本発明材１及び２の耐摩耗性が良い。
超硬合金は確かに耐摩耗性は良いが、本発明が対象とす
る矯正用ロールのような大寸法品への適用性、ロール費
用／寿命の比、改削性等他の要因を考慮して判断する
と、本発明材が最も適している。
【００２４】
【表１】
【００２５】実施例２ 円筒形のロール芯材２並びに矯正用ロールの外表面輪郭
に概略沿った鼓形のロール芯材５を用い、それぞれ図１
並びに図２のように、ロール芯材２及び５の周囲に配設
した金属カプセル３内に表２に示す組成の合金粉末１を
充填した。その後、両部材は、全体を約５００℃に加熱
しながら上部の脱気口４から脱気し、カプセル３内を約
１×１０-3Ｔｏｒｒに保持して脱気口４を密封した。次
に、両部材全体をアルゴンガス雰囲気中で、温度１１５
０℃、圧力１０００気圧でＨＩＰ処理した。
に概略沿った鼓形のロール芯材５を用い、それぞれ図１
並びに図２のように、ロール芯材２及び５の周囲に配設
した金属カプセル３内に表２に示す組成の合金粉末１を
充填した。その後、両部材は、全体を約５００℃に加熱
しながら上部の脱気口４から脱気し、カプセル３内を約
１×１０-3Ｔｏｒｒに保持して脱気口４を密封した。次
に、両部材全体をアルゴンガス雰囲気中で、温度１１５
０℃、圧力１０００気圧でＨＩＰ処理した。
【００２６】両部材はＨＩＰ処理の後、旋削加工により
外側の金属カプセル３の部分を除去し、所定の熱処理を
施した。その後、仕上加工を行ない、ロール芯材の外周
に焼結合金層を設けた図６に示す概略形状の鼓形複合材
質の矯正用ロールを製作した。寸法は、胴中央部外径２
６０ｍｍ、胴両端部外径３２８ｍｍ、胴部全長３６０ｍ
ｍ、ロール芯材内面の内径１００ｍｍである。この矯正
用ロールの鋼管と接触して使用される範囲は中央部の２
６０ｍｍの範囲であって、両端部の各５０ｍｍの範囲は
鋼管と接触しない。焼結合金層の厚みは、円筒形ロール
芯材のロールは中央部において１７〜２０ｍｍ、胴端部
において５１〜５４ｍｍ、鼓形ロール芯材のロールは胴
部軸方向の全範囲に亘って一様に１７〜２０ｍｍであっ
た。
外側の金属カプセル３の部分を除去し、所定の熱処理を
施した。その後、仕上加工を行ない、ロール芯材の外周
に焼結合金層を設けた図６に示す概略形状の鼓形複合材
質の矯正用ロールを製作した。寸法は、胴中央部外径２
６０ｍｍ、胴両端部外径３２８ｍｍ、胴部全長３６０ｍ
ｍ、ロール芯材内面の内径１００ｍｍである。この矯正
用ロールの鋼管と接触して使用される範囲は中央部の２
６０ｍｍの範囲であって、両端部の各５０ｍｍの範囲は
鋼管と接触しない。焼結合金層の厚みは、円筒形ロール
芯材のロールは中央部において１７〜２０ｍｍ、胴端部
において５１〜５４ｍｍ、鼓形ロール芯材のロールは胴
部軸方向の全範囲に亘って一様に１７〜２０ｍｍであっ
た。
【００２７】
【表２】
【００２８】これら両ロールの残留応力について、主応
力を有限要素法を用いて計算により求めた結果を図３に
示す。同図において、軸方向距離１８０ｍｍ位置がロー
ルの中央位置である。円筒形ロール芯材を用いたロール
の主応力分布状況を曲線Ｂ、同じく鼓形ロール芯材を用
いたロールの場合を曲線Ａにて示す。圧縮残留主応力値
は、鼓形ロール芯材にすると、円筒形ロール芯材に比べ
て、ロール中央位置において約１０％小さいが、鋼管と
接触する端部（５０ｍｍ及び３１０ｍｍ位置）において
は約２倍になっている。即ち、鼓形ロール芯材を用いる
方が、その使用全域において亀裂や欠け発生に対する抵
抗性に優れており、より一層万全であることが分かる。
力を有限要素法を用いて計算により求めた結果を図３に
示す。同図において、軸方向距離１８０ｍｍ位置がロー
ルの中央位置である。円筒形ロール芯材を用いたロール
の主応力分布状況を曲線Ｂ、同じく鼓形ロール芯材を用
いたロールの場合を曲線Ａにて示す。圧縮残留主応力値
は、鼓形ロール芯材にすると、円筒形ロール芯材に比べ
て、ロール中央位置において約１０％小さいが、鋼管と
接触する端部（５０ｍｍ及び３１０ｍｍ位置）において
は約２倍になっている。即ち、鼓形ロール芯材を用いる
方が、その使用全域において亀裂や欠け発生に対する抵
抗性に優れており、より一層万全であることが分かる。
【００２９】なお、両ロールとも焼結合金層とロール芯
材とはＨＩＰ処理により拡散接合していた。図４は鼓形
ロール芯材を用いた本発明矯正用ロールの焼結合金層の
金属組織であって、白色の粒状に見える部分が炭化物で
あり、暗色に見える部分が基地組織部である。円筒形ロ
ール芯材のロールも同様の金属組織であった。また、両
ロールとも焼結合金層の硬さはＨｓ８８〜８９（換算Ｈ
ｖ８００〜８１０）であった。
材とはＨＩＰ処理により拡散接合していた。図４は鼓形
ロール芯材を用いた本発明矯正用ロールの焼結合金層の
金属組織であって、白色の粒状に見える部分が炭化物で
あり、暗色に見える部分が基地組織部である。円筒形ロ
ール芯材のロールも同様の金属組織であった。また、両
ロールとも焼結合金層の硬さはＨｓ８８〜８９（換算Ｈ
ｖ８００〜８１０）であった。
【００３０】実施例３ 実施例２において鼓形ロール芯材を用いて製作した、１
組２個の本発明矯正用ロールを、実矯正機に試験的に組
み込んで耐摩耗性を調査した。使用条件は、接触面圧ｍ
ａｘ．２０ｋｇ／ｍｍ2、すべり速度ｍａｘ．０．７５
ｍ／ｓｅｃである。潤滑はソリブル潤滑剤（油分１％）
により行なった。
組２個の本発明矯正用ロールを、実矯正機に試験的に組
み込んで耐摩耗性を調査した。使用条件は、接触面圧ｍ
ａｘ．２０ｋｇ／ｍｍ2、すべり速度ｍａｘ．０．７５
ｍ／ｓｅｃである。潤滑はソリブル潤滑剤（油分１％）
により行なった。
【００３１】１ヵ月間試験使用した結果は、鼓形中央部
の摩耗量が片肉０．８ｍｍであった。従来の鍛造ＳＫＤ
１１鋼製矯正用ロールの摩耗量は前述のとおり片肉約４
ｍｍであるので、本発明矯正用ロールは従来に比べて約
１／５の摩耗量、即ち摩耗に対する抵抗性に著しく優れ
ていることが分かる。
の摩耗量が片肉０．８ｍｍであった。従来の鍛造ＳＫＤ
１１鋼製矯正用ロールの摩耗量は前述のとおり片肉約４
ｍｍであるので、本発明矯正用ロールは従来に比べて約
１／５の摩耗量、即ち摩耗に対する抵抗性に著しく優れ
ていることが分かる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、ＨＩＰ処理法を用いて
ロール芯材の外周に特定組成の焼結合金層を設けるの
で、耐摩耗性を従来の約５倍に向上させることができ
た。更に、ロール芯材の形状を鼓形にすることにより、
亀裂や欠けの発生に対する抵抗性に万全な矯正用ロール
の提供が可能となった。これらにより、矯正用ロール表
面のプロフィールの長期安定化による鋼管品質安定化及
び矯正用ロールの整備工数削減、更には生産性の向上が
可能となった。
ロール芯材の外周に特定組成の焼結合金層を設けるの
で、耐摩耗性を従来の約５倍に向上させることができ
た。更に、ロール芯材の形状を鼓形にすることにより、
亀裂や欠けの発生に対する抵抗性に万全な矯正用ロール
の提供が可能となった。これらにより、矯正用ロール表
面のプロフィールの長期安定化による鋼管品質安定化及
び矯正用ロールの整備工数削減、更には生産性の向上が
可能となった。
【図１】本発明矯正用ロールの実施例製作方法を説明す
る断面図である。
る断面図である。
【図２】本発明矯正用ロールの他の実施例製作方法を説
明する断面図である。
明する断面図である。
【図３】本発明実施例矯正用ロールの残留主応力分布図
である。
である。
【図４】本発明実施例矯正用ロールの金属組織を示す写
真である。
真である。
【図５】すべり摩耗試験を説明する概略図である。
【図６】鋼管矯正用ロールが用いられる状態を説明する
概略図である。
概略図である。
１ 合金粉末 ２ 円筒形
のロール芯材 ３ 金属カプセル ４ 脱気口 ５ 鼓形のロール芯材 ６ 相手鋼
材 ７ 試験片 ８ 潤滑液 ９ 吹き込み空気 １０ 液槽 １１ 鋼管矯正用ロール １２ 鋼管 Ａ、Ｂ 実施例ロールの残留主応力値 Ｃ 試験片
回転方向 Ｄ 鋼管移動方向 Ｅ 鋼管回
転方向 Ｆ 鋼管矯正用ロール回転方向
のロール芯材 ３ 金属カプセル ４ 脱気口 ５ 鼓形のロール芯材 ６ 相手鋼
材 ７ 試験片 ８ 潤滑液 ９ 吹き込み空気 １０ 液槽 １１ 鋼管矯正用ロール １２ 鋼管 Ａ、Ｂ 実施例ロールの残留主応力値 Ｃ 試験片
回転方向 Ｄ 鋼管移動方向 Ｅ 鋼管回
転方向 Ｆ 鋼管矯正用ロール回転方向
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０４ (72)発明者 大野 圭一郎 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内
Claims (3)
- 【請求項１】 化学成分が重量比でＣ：１．５〜３．０
％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０
％、Ｃｒ：２．０〜６．０％、Ｗ：５．０〜１５．０
％、Ｍｏ：５．０〜１０．０％、Ｖ：３．０〜９．０
％、Ｃｏ：５．０〜１５．０％、残部不純物元素及び実
質的にＦｅからなる合金粉末の焼結合金層を、ＨＩＰ処
理により、ロール芯材の表面に形成したことを特徴とす
る鋼管矯正用ロール。 - 【請求項２】 ロール芯材の形状を鼓形にしたことを特
徴とする請求項１記載の鋼管矯正用ロール。 - 【請求項３】 表面に酸化鉄スケールを有する鋼管の冷
間矯正に用いることを特徴とする請求項１又は２記載の
鋼管矯正用ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5206193A JPH06264112A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 鋼管矯正用ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5206193A JPH06264112A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 鋼管矯正用ロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264112A true JPH06264112A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=12904305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5206193A Pending JPH06264112A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 鋼管矯正用ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06264112A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103160755A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-06-19 | 平勇 | 一种用于矫直圆钢棒材的矫直辊 |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5206193A patent/JPH06264112A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103160755A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-06-19 | 平勇 | 一种用于矫直圆钢棒材的矫直辊 |
| CN103160755B (zh) * | 2013-04-15 | 2016-04-06 | 平勇 | 一种用于矫直圆钢棒材的矫直辊 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020129 |