JPH1177118A - H型鋼圧延用複合スリーブ - Google Patents

H型鋼圧延用複合スリーブ

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JPH1177118A
JPH1177118A JP24799297A JP24799297A JPH1177118A JP H1177118 A JPH1177118 A JP H1177118A JP 24799297 A JP24799297 A JP 24799297A JP 24799297 A JP24799297 A JP 24799297A JP H1177118 A JPH1177118 A JP H1177118A
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JP
Japan
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sleeve
rolling
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Withdrawn
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JP24799297A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Kimura
広之 木村
Hiroaki Katayama
博彰 片山
Yoshito Seto
良登 瀬戸
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外層に高クロム材、内層に鋳鋼材を用いたH
型鋼圧延用複合スリーブにおいて、外層を構成する高ク
ロム材の耐焼付性を改善し、内層を構成する鋳鋼材の強
靱性を改善する。 【解決手段】 重量%にて、C:1.0〜2.0%、S
i:0.2〜1.5%、Mn:0.2〜1.5%、Cr:
9.0〜20.0%、Mo:1.0〜8.0%、P:0.1
%以下、S:0.1%以下、残部実質的にFeからなる
高クロム材質の外層と、重量%にて、C:0.4〜0.8
%、Si:1.1〜3.0%、Mn:0.2〜1.5%、N
i:0.5%未満、Cr:2.5%以下、Mo:1.0%
以下、P:0.1%以下、S:0.1%以下、残部実質的
にFeからなる鋳鋼材質の内層とが溶着一体化されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ユニバーサルミル
に使用されるH型鋼圧延用複合スリーブロールに関す
る。
【0002】
【従来の技術】H型鋼の圧延は、生産性、品質確保の点
からユニバーサルミルを用いて行われることが多いが、
このユニバーサルミルで使用されるロールは殆どがスリ
ーブ方式となっている。このスリーブロールは、円筒状
の圧延用スリーブを軸に焼嵌め等により組み立てて使用
される。スリーブの外面側は、圧延製品の品質を確保す
るために、耐摩耗性、耐クラック性、耐焼付性が要求さ
れ、スリーブの内面側は、焼嵌め応力や圧延時の応力等
に耐え得る強靱性が要求される。これらの要求を満たす
ために、従来から、圧延用スリーブは、図1に示すよう
に、外層(1)と内層(2)とを別材質を用いて溶着一体化さ
れた複合構造になっている。このH型鋼圧延用複合スリ
ーブは、通常、遠心力鋳造法により作製され、外層材を
鋳込んだ後、その内面に内層材溶湯を鋳込むことによ
り、外層の内面に内層が溶着され冶金学的に一体化され
る。この複合スリーブの一例として、外層に高クロム
材、内層に鋳鋼材を用いたものがある(特開昭62−1
44806号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の高クロ
ム材を用いた外層は、耐摩耗性にすぐれているものの耐
焼付性の点でさらなる改善が求められている。また、鋳
鋼材を用いた内層は強靱性の点で改善が求められてい
る。内層については、強靱性を高めるために黒鉛鋼を使
用することも考えられるが、遠心鋳造時に外層のCrが
内層へ不可避的に混入するので、黒鉛鋼を使用した場
合、黒鉛化不良を起こして材質が劣化する不都合があ
る。このため、外層に高クロム材を使用するときには、
黒鉛鋼は適さない。
【0004】本発明の目的は、外層に高クロム材、内層
に鋳鋼材を用いたH型鋼圧延用複合スリーブであって、
外層を構成する高クロム材の耐焼付性を改善すると共
に、内層を構成する鋳鋼材の強靱性を改善することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の複合スリーブは、重量%にて、C:1.0
〜2.0%、Si:0.2〜1.5%、Mn:0.2〜1.
5%、Cr:9.0〜20.0%、Mo:1.0〜8.0
%、P:0.1%以下、S:0.1%以下、残部実質的に
Feからなる高クロム材の外層と、重量%にて、C:
0.4〜0.8%、Si:1.1〜3.0%、Mn:0.2
〜1.5%、Ni:0.5%未満、Cr:2.5%以下、
Mo:1.0%以下、P:0.1%以下、S:0.1%以
下、残部実質的にFeからなる鋳鋼材の内層とを溶着一
体化したものである。
【0006】
【作用】発明者は、従来から使用されている高クロム材
にはNiが含まれており、そのNiが耐焼付性を低下さ
せていることを見いだした。本発明の高クロム材はNi
を含有していないので、すぐれた耐焼付性を具備してい
る。内層を構成する鋳鋼材は、従来の鋳鋼材よりもSi
を多く含有しており、このSiの作用により強靱性の改
善が達成される。
【0007】
【成分限定理由の説明】外層を構成する高クロム材と、
内層を構成する鋳鋼材の合金化学成分について、その成
分限定理由を次に説明する。外層材 (高クロム材) C:1.0〜2.0% CはCrと共晶炭化物を形成し、耐摩耗性の向上に寄与
する。含有量が1.0%に満たないと十分な耐摩耗性が
得られない。一方、2.0%を超えると、内層を形成す
るための鋳鋼材との凝固点差が大きくなり、内層との溶
着不良が発生し易くなる。このため、Cの含有量は1.
0〜2.0%に規定する。
【0008】Si:0.2〜1.5% Siは脱酸作用があり、0.2%以上含有させる。しか
し、1.5%を超えると材質が脆くなるので上限は1.5
%とする。
【0009】Mn:0.2〜1.5% MnはSと結合してMnSを形成し、Sによる脆化を防
止する作用を有する。このため、0.2%以上含有させ
る。しかし、1.5%を超えて含有すると材質を脆くす
るので上限は1.5%に規定する。
【0010】Cr:9.0〜20.0% CrはCと結合して炭化物を形成し耐摩耗性を向上させ
る。含有量が9%に満たないと耐摩耗性の向上効果が十
分でなく、20.0%を超えると、残留オーステナイト
が安定化し易くなり、耐焼付性が悪くなる。このため、
Crの含有量は9.0〜20.0%に規定する。なお、C
rの下限は、耐摩耗性の向上を得るために、11%以上
にすることが望ましい。
【0011】Mo:1.0〜8.0% MoはCrと同様、炭化物を形成し耐摩耗性の向上に寄
与する。また、耐焼付性改善のために1.0%以上含有
させるものとし、より好ましくは2.0%以上含有させ
る。しかし、8.0%を超えて含有しても対応する効果
が得られず、経済的に不利である。このため、上限は
8.0%に規定する。
【0012】P、S:0.1%以下 PとSは、不純物元素で材質を脆くするため、できるだ
け少ない方が好ましく、両元素とも上限は0.1%以下
にするのがよい。
【0013】内層材(鋳鋼材) C:0.4〜0.8% Cは内層の靱性向上の点では含有量が少ないほど好まし
いが、0.4%に満たないと外層との凝固点差が大きく
なり、外層との溶着不良を発生し易くなる。一方、0.
8%を超えて含有すると、鋳造時に遊離炭化物の析出が
多くなり、材質の劣化を招く。このため、含有量は0.
4〜0.8%に規定する。
【0014】Si:1.1〜3.0% Siは脱酸作用の他、フェライト化及びパーライト変態
を促進し、内層の強靱性を向上させるために、1.1%
以上含有させるものとし、好ましくは1.5%以上含有
させる。しかし、あまりに多く含有すると材質の劣化を
招くため、上限は3.0%に規定する。
【0015】Mn:0.2〜1.5% MnはSと結合してMnSを形成し、Sによる脆化を防
止する作用を有する。このため、0.2%以上含有させ
る。しかし、1.5%を超えて含有すると材質を脆くす
るので上限は1.5%に規定する。
【0016】Ni:0.5%未満 Niは基地中に固溶し、基地を強化させるのに有効であ
るが、焼入れ性を増し、パーライト変態を抑制する作用
を有する。含有量が0.5%以上になるとパーライト変
態の抑制作用が著しくなり、ベイナイト変態を生じ易く
なり、靱性が劣化する。このため、上限を0.5%未満
とする。
【0017】Cr:2.5%以下 Crは、外層に高クロム材を用いたとき、遠心鋳造によ
る溶着時に外層から不可避的に混入する。混入量が多く
なると靱性の低下を招き材質が劣化するので少ない方が
好ましい。2.5%までの含有であれば、支障はない。
【0018】Mo:1.0%以下 Moは、Crと同様、遠心鋳造による溶着時に外層から
不可避的に混入する。混入量が多くなると焼入れ時に硬
化し易く靱性の低下を招くので少ない方が好ましい。
1.0%までの含有であれば、支障はない。
【0019】P:0.1%以下、S:0.1%以下 PとSは、不純物元素で材質を脆くするため、できるだ
け少ない方が好ましく、両元素とも上限は0.1%以下
にするのがよい。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明のH型鋼圧延用複合スリー
ブは、公知の如く金型遠心力鋳造法により作製され、回
転金型の中に、外層を形成する高クロム材の溶湯を鋳込
み、その後、外層の内面が未凝固の間又は凝固直後に、
内層を形成すべき溶湯を鋳込むのである。このようにし
て、外層と内層が冶金学的に一体化された複合スリーブ
が形成される。なお、遠心力鋳造法では、金型の回転軸
が水平方向の横型、斜め方向の傾斜型、鉛直方向の縦型
の各種の方法を用いることができる。このスリーブは、
ユニバーサルミルの軸に焼嵌め等により組み立てて、或
いはベアリングを組み込んで遊動ロールとして使用に供
される。
【0021】
【実施例】次に、発明例及び比較例の合金化学組成の溶
湯を用いて、遠心力鋳造により供試用の複合スリーブを
作製した。遠心力鋳造の金型サイズは、内径1400mm
×長さ950mmであり、金型回転数はGナンバーで80
である。外層及び内層溶湯の化学組成と、溶着後におけ
る内層の化学組成を表1に示す。なお、溶着後における
外層の化学組成は溶湯組成とほぼ同じであるので記載を
省略している。
【0022】
【表1】
【0023】外層及び内層の鋳造温度、内層の鋳造タイ
ミング、外層及び内層の鋳造厚さを表2に記載してい
る。
【0024】
【表2】
【0025】発明例と比較例の供試スリーブは、超音波
探傷試験により、両スリーブとも外層と内層とが完全に
溶着していることが確認された。また、これら供試スリ
ーブについて、1000℃×5Hの加熱後強制空冷によ
り焼入れし、550℃×10Hの焼戻しを3回施した。
かかる熱処理を行なった後、試験片を採取し、外層の硬
度試験、外層の耐焼付性試験、内層の引張試験を行なっ
た。
【0026】外層の硬度試験はショア硬度計により行な
った。試験結果は、発明例がHs73〜74、比較例が
Hs74〜75であり、殆んど差異はなかった。両方と
も高い硬度を具えており、耐摩耗性にすぐれているとい
える。
【0027】外層の焼付性は、ファレックス試験により
調べた。ファレックス試験とは、試験片を回転させなが
ら、一対のVブロック(材質ステンレス鋼SUS430)
で挟持押圧して、回転トルクの大きさ、変動により焼付
性を調べるものである。発明例は150kgfの荷重で
は焼付が発生しなかったのに対し、比較例は150kg
fの荷重で焼付が発生した。これは、比較例の外層に
1.72%含まれるNiが耐焼付性を低下させたものと
考えられる。
【0028】内層の引張試験結果は、次の通りである。 発明例:引張強度(σt)=620MPa 伸び(ε)=2.1% 比較例:引張強度(σt)=580MPa 伸び(ε)=0.3% このように、発明例が比較例よりも引張強度と伸びの両
特性にすぐれており、強靱性にすぐれることを示してい
る。これは、発明例は、Siの含有量が多く、強靱性の
向上に寄与したものと考えられる。これに対し、比較例
は、Siの含有量が少なく強靱性への寄与が少ないこと
と、またNiの含有量が多く、ベイナイト変態を生じて
靱性が低下したためと考えられる。
【0029】
【発明の効果】本発明では、外層に高クロム材を用いた
H型鋼圧延用複合スリーブにおいて、その内層を鋳鋼材
で形成したことにより、遠心鋳造時に外層のCrが内層
へ多少混入しても、内層に黒鉛鋼を用いたときのような
材質の劣化は生じない。本発明のH型鋼圧延用複合スリ
ーブでは、外層に特定化学組成の高クロム材を用いたこ
とにより、高クロム材が本来的に有する耐摩耗特性だけ
でなく、すぐれた耐焼付性を発揮する。また、内層に特
定化学組成の鋳鋼材を用いたことにより、すぐれた強靱
性を確保できる。このように、本発明のH型圧延用複合
スリーブは、外内層のもつすぐれた相乗作用により、圧
延成績及びスリーブ寿命において著しい改善効果をもた
らすことができ、その産業上利用の意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】H型鋼圧延用複合スリーブの横断面図である。
【符号の説明】
(1) 外層 (2) 内層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22C 38/36 C22C 38/36 38/44 38/44

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%にて、C:1.0〜2.0%、S
    i:0.2〜1.5%、Mn:0.2〜1.5%、Cr:
    9.0〜20.0%、Mo:1.0〜8.0%、P:0.1
    %以下、S:0.1%以下、残部実質的にFeからなる
    高クロム材の外層と、重量%にて、C:0.4〜0.8
    %、Si:1.1〜3.0%、Mn:0.2〜1.5%、N
    i:0.5%未満、Cr:2.5%以下、Mo:1.0%
    以下、P:0.1%以下、S:0.1%以下、残部実質的
    にFeからなる鋳鋼材の内層とが冶金学的に一体化され
    ていることを特徴とするH型鋼圧延用複合スリーブ。
JP24799297A 1997-09-12 1997-09-12 H型鋼圧延用複合スリーブ Withdrawn JPH1177118A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20041207