JPS6018251B2

JPS6018251B2 - ネツク部の強靭な圧延用ロ−ル

Info

Publication number: JPS6018251B2
Application number: JP57064485A
Authority: JP
Inventors: 義弘中川; 良登瀬戸; 隆橋本
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1982-04-16
Filing date: 1982-04-16
Publication date: 1985-05-09
Also published as: JPS58181414A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は細長いネック形状を有しネック端部に特に強鋤
性の要求される特殊な形状、使用特性を有する圧延用ロ
ールに最適の新しい構造を具備したロールの提供に関す
る。

一般に圧延用ロールは、胴部とネック部とで構成され、
前記胴部は月岡外殻部と、黍額同外殻部と同心状に鋳造
一体化された胴芯部とで形成され、前記ネック部は前記
８同芯部の両側に８同芯部と共に鋳造一体化された軸受
部と、該軸受部の両側に鋳造一体化されたネック部とで
形成されている。

近年鋼板圧延用のホットストリップミルでは、鋼板の形
状制御のため従来とは異なるネック形状並びに使用状態
の新しい形式の圧延ロールが研究開発されつつある。す
なわち、これらはワークロールを軸方向にシフト（移動
）させる方式、ワークコールを強制的にペンディングさ
せる方式あるいは２本のワークロールをバックアップロ
ールの軸線に対してクロス（交叉）させる方式等に供す
るものである。しかして、これらの圧延方式に供するワ
ークロールではその月岡部直径が小さくなる傾向にある
。

また圧延機の形式から、ネック部の長さが従釆ロールの
それよりも長くする必要があり、又ネック部の直径も小
さくされる。加えて、この種ロールではネック部に従来
よりも大きな応力が発生し、特に強級性の要求されるも
のとなる。今従来の一般的形状ロールを第１図に、上記
新圧延方式に供する特殊形状ロールを第２図に対比して
示すと共に、その形状寸法等の具体的な差異を総括する
と次の通りである。

ＺＮとＮノＺＢＤＮ
とＮ／ＤＮＤＢ従来ロール形状１０
００〜１４０００．５２〜０．７５３４０〜５
００２．０〜３．６６５０〜８４０特殊ロ
ール形状１５００〜２００００．８０〜１．
２０１３０〜３３０３．８〜１３．０５０
０〜７６０ムＮ：ネック長（のの）乙Ｂ：胴
長＆の）ＤＮ：ネック端部径（仇の）ＤＢ：胴径の．の）上記の通り、この新しい圧延方式に供するロールでは、
大概ネック長と胴長の比ＩＮ／１８が０．８〜１．２、
又はネック長とネック径の比ＩＮ／ＤＮが３．８〜１３
．０でかつネック織部の片方又は両方が軸受部より小窪
とされた細長いネック形状を有しているのが特徴である
。

ところで、このような特殊形状の圧延用ロールのネック
部についてはその軸方向部分で要求特性が異なり、胴部
１に近い軸受部２では軸受との摩擦に対する耐摩耗性と
強靭性が必要とされ、他方胸部１から離れたネック端部
３では形状的に細長くしかも大きな応力に耐える必要か
ら特に強轍性が必要とされる。

またこの特殊形状ロールでは、第２図、第３図に見るよ
うに、ネック織部３には部分的にネック端部蚤ＤＮより
も紬径の部分があり、圧延方式によっては例えば作業側
Ｗでは大きなスラスト応力が発生したり、駆動側Ｄでは
大きな撲り応力が発生したりするなど、この部分には特
に強靭性が要求される。

本発明はこのようにネック長と胴長の比ＩＮ／ＩＢが０
．８〜１．２、又はネック長とネック径の比ＩＮ／ＤＮ
が３．８〜１３．０の細長いネック形状を有し、ネック
端部に大きい応力の発生する特殊な圧延用ロールを対象
とし、その使用特性に適合するものとして、その胴部及
び軸受部はアダマイト材で一体形成し、ネック端部の片
方又は両方は上記８同部及び軸受部と異材質の特に強靭
な黒鉛鏡鋼で形成し、かつ両者を溶着一体化せしめてな
る新しいロール構造を具備したものを提供するものであ
る。

従来ホットストリップミル仕上スタンドで用いられてい
るワークロール中前段スタンド用のものには、一般に下
記の化学成分を有する単体鋳造アダマィトロールが使用
されている。化学成分（Ｗｔ※）ＣＳｉＭｎＰＳ
ＮｉＣｒＭｏＶＮ
ｂｌ．５）２．００．３〜１．００．５〜１．
５０．０５以下０．０５以下０．２〜２．０
０．５）３．００．２〜１．０２．０以下
２．０以下この単体ァダマィトロールでは胴部に対する
耐肌荒性、耐摩耗性、耐クラック性の不与を企図したも
のであり、Ｈｓ４５〜６５の硬度を有している。

そして又、従来の圧延機用ではネック長ＩＮもあまり長
くなく、ネック径ＤＮも相当大きいので、胴部の使用特
性を指向した上記同一材質でネック部を一体に形成して
も強度上何ら問題とはならなかった。ちなみに、この種
単体ロールのネック部強度は次の通りである。単体アダ
マィトロールのネック端部の強度引張強さ４０〜５
５ｋ９／柵伸び０．３〜１．５％しかし乍ら、本発明者等が鋭意研究した結果従来ロール
を本発明が対象とするような形状用途のロールにそのま
ま適用した場合では、そのネック端部３における強度不
足から到底使用に耐えないことが知見された。

すなわち、従来のようにロールネック部を同一材質で形
成する技術手段では目的ロールの有効な製造手段とはな
り得ないのである。また、本発明に係る圧延用ロールに
おいてはネック部が細長い故、単体アダマィトロールの
如く全体を一体鋳造する手段では、ネック端部にロール
軸心に沿って深い引け巣状欠陥が発生し、製造困難な面
があった。そこで本発明は、第４図に示す如く、その８
同部１及び軸受部２は従来の単体ロールの場合と同機に
前記のアダマィト材で一体形成する一方、更に強靭性を
必要とされるネック端部３の片方又は両方については、
これを別途強籾な黒鉛銭鋼をもって形成し、この異質材
の８同部１及び軸受部２とネック端部３とを溶着一体化
せしめてロールを構成する。

ここにネック端部３を形成する強鰯村は、少なくとも上
記従来単体アダマイトロールよりは強度、伸び等におい
て優れたものである。

すなわち、Ｈｓ３０〜４８程度の硬度を具備していると
共に、少なくとも５５ｋ９／嫌以上の引張強さと１．５
％以上の伸びを有するものであることが必要である。こ
のような目的に適合する好適な強靭材料の一例として、
下記化学成分のいわゆる黒鉛鏡鋼材料が掲げられる。

化学成分（Ｗｔ多）ＣＳｉＭ
ｎＰＳＮｉＣｒ
ＭｏＢｏＺＩ．０〜１．８１．２〜
１．８０．３〜１．００．０５以下０．０５以下
１．０以下０．２〜０．８０．５以下Ｆｅ及び
不純物ここでネック端部３を形成する上記材料の成分限
定理由について述べる。

Ｃは１．０％以下では鋳造性が悪く、靭性は良好である
が反面硬度が低くなりすぎ、又黒鉛化不足となるためで
ある。

一方１．８％以上で轍性不足となるためである。Ｓｉは
Ｃ量との関係で黒鉛化の促進に１．２％以上は必要であ
るが、１．８％以上では黒鉛過多あるいは炭化物過多と
なって脆い材料となるためである。Ｍｎは溶湯の脱酸の
ために０．３％以上の含有が望ましく、１．０％以上で
は靭性不足となるためである。

ＰとＳは不純物として少ない方が望ましく、０．０５％
以上では鋤性を阻害するためである。

Ｎｉは１．０％以上では材質基地を硬くし、靭性を低下
するためである。ＣｒはＣ・Ｓｉ量とのバランスにより
黒鉛と炭化物量を調整する。０．２％以下では黒鉛過多
で低硬度となり、一方０．８％以上では炭化物が多く脆
くなるためである。

Ｍｏは０．５％以上では硬くなり靭性低下を来たすため
である。

上記のような特定成分の黒鉛銭鋼材では必要な５５ｋｇ
／桝以上の引張強さと１．５％以上の伸びを共に満足で
きるものであって、胴部１及び軸受部２との落着性も良
好になる等、所期目的の強轍材として適合するものであ
る。

ネック端部３を形成する強靭材の硬度については、強靭
性確保のためには余り高くない方が良いが、反面回転摩
耗の問題もあって、前言印ｓ３０〜４甥屋度を有するの
が適当である。上記黒鉛銭鋼の硬度は略この硬度範囲に
適合する。なお胸部１及び軸受部２を形成する前記のい
わゆる高Ｃアダマィト材については、その合金量も比較
的多いこともあって、熱処理により硬度Ｈｓ４５〜６０
程度を容易に達成することができ、これにより耐摩耗性
等の所要特性に合致するものとされることは勿論である
。次に本発明に（三るロールの製造方法について簡単に
説明する。

本発明ロールを鋳造するに当っては、従来の単体アダマ
ィトロールを造る場合と同様にして胴部１及び軸受部２
を同時一体鋳造した後、別途の黒鉛鏡鋼溶湯をもってネ
ック端部３を銭つぐようにするのが簡便である。また逆
にネック端部３を下型側に配しこれを先行鋳造した後、
胴部１及び軸受部２を鋳込んで両者を鎌つぐようにして
もよい。いずれにしても、左右両ネック端部３，３を異
材質の黒鉛鋳鋼で形成する場合はこれらを夫々胴部１及
び軸受部２に銭ついで落着一体化し、片方のネック端部
３のみを黒鉛銭鋼で形成する場合ではその一方のみを胸
部１及び軸受部２に銃つぎ、他方は胴部１及び軸受部２
と同一材質をもって鋳造一体化すればよい。こ，のよう
に本発明では、月同部１及び軸受部２とネック端部３と
を区分して鋳造一体化するので、これらを一体的に鋳造
した場合にネック端部３に生じる深い引け巣状欠陥も確
実に防止でき、また、軸受部２はネック端部３より太く
熱容量が大きいので、軸受部２端面でネック端部３を鋳
造一体化すると溶着性が極めて良好となる。このように
してネック部を軸方向に異なる材料で鋳造一体化した後
、従来同機ロール全体を拡散熱処理し「引続き胴部１は
暁準又は焼入熱処理を行ない、最後に歪取熱処理を行な
う。

このさし、強靭材で形成したネック端部３は焼入効果が
入らないよう配慮しつつ別途強鞠性向上のための熱処理
を行なう。本発明の具体的な実施例を掲げて説明する。

（実施例）胴蚤ＤＢ６５００、胴長ＩＢ１７００１、ネ
ック径ＤＮ２１９、ネック長ＩＮ１８００１、即ちＩＮ
／ＩＢ＝１．０６、ＩＮ／ＤＮ＝８．３７の第４図に示
す如き形状のロールを、片方のネック端部のみを異材質
の黒鉛銭鋼を銭つぐようにして、下記の化学成分の材料
を用いて鋳造した。化学成分（Ｗｔ％）ＣＳｉＭｎＰ
ＳＮｉＣｒＭｏ月同部及び
軸受部と１．８２ｏ．５４ｏ．９７
ｏ．ｏ３１０．０１２０．６７１．２４
０．５８片方のネック端部他方のネック端部１
．５１１．５６０．４７０．０３００
．０２１０．４３０．２４０．０６鋳造後
、引続き拡散熱処理−８同部のみ暁準熱処理を行ない、
その後歪取熱処理を行なった。

この結果、ロール胴部は硬度Ｈｓ５２〜５４を有する耐
肌荒性に優れた材質に形成され、一方片方のネック端部
は硬度Ｈｓ３８〜４１、引張強さ６０．７〜６５．７ｋ
９／地、伸び２．４〜３．２％を有する強鯛性に優れた
ものに形成された。第５図はその胸部の顕微鏡組織を、
第６図はその強轍なネック端部の顕微鏡組織を示す。な
お、両者の銭つぎ部は冶金的に完全に結合しており、欠
陥もなく健全であった。以上のように、本発明は８岡部
及び軸受部をアダマィト材で一体形成し、ネック織部の
片方又は両方をそれとは異なる強靭な黒鉛銭鋼で形成し
、両者を溶着一体化せしめてロールを構成したものであ
るから、従釆の単体ロールでは対応できなかったところ
のネック部が細長くかつ又ネック端部に大きい応力の発
生する新しい形式のロールに対しても、その胴部、軸受
部には各々必要な性質を満足しつつそのネック端部には
使用条件に適合し得る充分な強鞠性を付与できるもので
ある。また、月岡部及び軸受部とネック端部とを区分し
て鋳造一体化するので、ネック部が細長くてもネック端
部に深い引け巣状欠陥が生じることがなく、また軸受部
はネック端部より太く熱容量が大きいので、軸受部端面
でネック端部を鋳造一体化した本発明に係る圧延用ロー
ルは、ネック端部が軸受部に極めて良好に落着一体化さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来圧延用ロールの形状例を現わす側面図であ
り、第２図は本発明の対象とする圧延用ロールの形状例
を現わす側面図である。第３図は本発明の対象とする圧延用ロールの一部拡大側
面図であり、第４図は本発明に係る圧延用ロールの構造
例を示す半断面側面図である。第５図、第６は本発明に
係る複合ロール一例についての金属組織を現わす顕微鏡
写真であって、第５図は胴部、第６図はネック端部のも
のを示している。１……胴部、２・・…・軸受部、３…
…ネック織部。第１図第２図第３図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】１胴外殻部と共に同心状に鋳造一体化された胴芯部と
で胴部が形成され、かつ前記胴芯部の両側に胴芯部と共
に鋳造一体化された軸受部と、該軸受部の両側に鋳造一
体化されたネツク端部とでネツク部が形成されてなる圧
延ロールにおいて、ネツク長ｌ＿Ｎと胴長ｌ＿Ｂとの比
ｌ＿Ｎ／ｌ＿Ｂが０．８〜１．２、又はｌ＿Ｎとネツク
端部径Ｄ＿Ｎとの比ｌ＿Ｎ／Ｄ＿Ｎが３．８〜１３．０
とされ、かつネツク端部の片方又は両方が軸受部より小
径とされており、胴部及び軸受部がアダマイト材で鋳造
一体化され、ネツク端部の片方又は両方が硬度Ｈｓ３０
〜４８、引張強さ５５ｋｇ／ｍｍ＾２以上、伸び１．５
％以上である強靭な黒鉛鋳鋼で形成されてなることを特
徴とするネツク部の強靭な圧延用ロール。２ネツク端部を形成する強靭な黒鉛鋳鋼は、Ｃ：１．
０〜１．８％Ｓ：０．０５％以下Ｓｉ：１．２〜１．８
％Ｎｉ：１．０％以下Ｍｎ：０．３〜１．０％Ｃｒ：０
．２〜０．８％Ｐ：０．０５％以下Ｍｏ：０．５％以下
を各重量％含み、残部Ｆｅ及び不純物からなる特許請求
の範囲第１項記載のネツク部の強靭な圧延用ロール。