JPH0663726A - 冷間圧延用作動ロールの製造方法 - Google Patents
冷間圧延用作動ロールの製造方法Info
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- JPH0663726A JPH0663726A JP23760792A JP23760792A JPH0663726A JP H0663726 A JPH0663726 A JP H0663726A JP 23760792 A JP23760792 A JP 23760792A JP 23760792 A JP23760792 A JP 23760792A JP H0663726 A JPH0663726 A JP H0663726A
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- cold rolling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 セミハイス系冷間圧延用作動ロールのスト
リーク状偏析を浅くして有効使用径を増大させる。 【構成】 セミハイス系冷間圧延用作動ロールの製造
方法において、電極芯部に軸心方向に沿って孔が形成さ
れた中空電極を用いてエレクトロスラグ再溶解を行う。 【効果】 ＥＳＲの際に、鋳塊に発生するストリーク
状偏析を鋳塊内部へ追い込み、ロールの有効使用径を増
大させる。
リーク状偏析を浅くして有効使用径を増大させる。 【構成】 セミハイス系冷間圧延用作動ロールの製造
方法において、電極芯部に軸心方向に沿って孔が形成さ
れた中空電極を用いてエレクトロスラグ再溶解を行う。 【効果】 ＥＳＲの際に、鋳塊に発生するストリーク
状偏析を鋳塊内部へ追い込み、ロールの有効使用径を増
大させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、冷間圧延に用いられ
るセミハイス系作動ロールの製造方法に関するものであ
る。
るセミハイス系作動ロールの製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、圧延プロセスの高効率化に伴い、
使用される冷間圧延用作動ロールに対する要求品質は益
々厳しいものとなっている。特に、高負荷、高速の過酷
な条件下で連続運転に耐えるためには、耐事故性ととも
に耐摩耗性の改善が重要であることから、最近、Ｃr 以
外の炭化物形成元素を添加し、より硬質な炭化物を析出
させた、高耐摩耗性で、圧延損傷に強いセイミハイス系
の冷間圧延用作動ロール材が注目されている。このセミ
ハイス系作動ロール材は、偏析傾向が強いので、偏析を
軽減するために、エレクトロスラグ再溶解法（以下、Ｅ
ＳＲ法という）と称される特殊溶解法が採用されてい
る。
使用される冷間圧延用作動ロールに対する要求品質は益
々厳しいものとなっている。特に、高負荷、高速の過酷
な条件下で連続運転に耐えるためには、耐事故性ととも
に耐摩耗性の改善が重要であることから、最近、Ｃr 以
外の炭化物形成元素を添加し、より硬質な炭化物を析出
させた、高耐摩耗性で、圧延損傷に強いセイミハイス系
の冷間圧延用作動ロール材が注目されている。このセミ
ハイス系作動ロール材は、偏析傾向が強いので、偏析を
軽減するために、エレクトロスラグ再溶解法（以下、Ｅ
ＳＲ法という）と称される特殊溶解法が採用されてい
る。
【０００３】ＥＳＲ法は、中実電極から溶融スラグへの
通電により発生するジュール熱で電極を溶融させてスラ
グ下に滴下させ、この鋳型内溶融金属プールを指向性凝
固させることにより良好な肌と内部性状を有する鋳塊を
得る方法である。このような良質な鋳塊を得るために
は、適切なスラグ温度を維持しながら溶融金属プールを
制御する必要があり、電極送入速度、電圧、電流、スラ
グ浴の深さ、スラグ組成、フィルレイショ（電極径／鋳
型径）などの因子を適切に制御して操業している。
通電により発生するジュール熱で電極を溶融させてスラ
グ下に滴下させ、この鋳型内溶融金属プールを指向性凝
固させることにより良好な肌と内部性状を有する鋳塊を
得る方法である。このような良質な鋳塊を得るために
は、適切なスラグ温度を維持しながら溶融金属プールを
制御する必要があり、電極送入速度、電圧、電流、スラ
グ浴の深さ、スラグ組成、フィルレイショ（電極径／鋳
型径）などの因子を適切に制御して操業している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところでセミハイス系
ロールの使用層の健全性を損なう最大の要因は、ストリ
ーク状偏析（逆Ｖ偏析）の出現であり、この偏析が表面
下浅い位置で出現すると、製造されるロールの有効使用
径が小さくなる。また焼入れの際の破壊の危険性が増大
することによって製造上の困難さが極めて大きくなる。
しかし、このロールの製造に際し、ＥＳＲを適用して、
しかも前記した因子を制御しても、組成的に偏析生成傾
向が大きい場合にはストリーク状偏析を十分に回避する
ことは困難であり、有効使用径が小さくて経済性に劣る
という問題点がある。本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであり、ＥＳＲ鋳塊におけるストリーク状偏析
の出現を有効に軽減して、有効使用径の大きいセミハイ
ス系冷間圧延用作動ロールが得られる製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
ロールの使用層の健全性を損なう最大の要因は、ストリ
ーク状偏析（逆Ｖ偏析）の出現であり、この偏析が表面
下浅い位置で出現すると、製造されるロールの有効使用
径が小さくなる。また焼入れの際の破壊の危険性が増大
することによって製造上の困難さが極めて大きくなる。
しかし、このロールの製造に際し、ＥＳＲを適用して、
しかも前記した因子を制御しても、組成的に偏析生成傾
向が大きい場合にはストリーク状偏析を十分に回避する
ことは困難であり、有効使用径が小さくて経済性に劣る
という問題点がある。本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであり、ＥＳＲ鋳塊におけるストリーク状偏析
の出現を有効に軽減して、有効使用径の大きいセミハイ
ス系冷間圧延用作動ロールが得られる製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本願発明は、重量％で、Ｃ：０．８〜１．５％、Ｓi：
１．５％以下、Ｍn ：１．５％以下、Ｃr ：２〜６％、
Ｍo ：０．７〜２％を含有し、さらにＶ：２％以下、
Ｗ：２％以下の１種または２種を含有し、残部がＦe お
よび不可避不純物からなるロールの製造において、電極
芯部に軸心方向に沿って孔が形成された中空電極を用い
てエレクトロスラグ再溶解を行うことを特徴とする。な
お、ロール組成の不可避不純物のうちで、Ｓi ：０．１
％以下、Ｍn ：０．１％以下、Ｐ：０．００５％以下、
Ｓ：０．００５％以下を許容含有量とするのが望まし
い。
本願発明は、重量％で、Ｃ：０．８〜１．５％、Ｓi：
１．５％以下、Ｍn ：１．５％以下、Ｃr ：２〜６％、
Ｍo ：０．７〜２％を含有し、さらにＶ：２％以下、
Ｗ：２％以下の１種または２種を含有し、残部がＦe お
よび不可避不純物からなるロールの製造において、電極
芯部に軸心方向に沿って孔が形成された中空電極を用い
てエレクトロスラグ再溶解を行うことを特徴とする。な
お、ロール組成の不可避不純物のうちで、Ｓi ：０．１
％以下、Ｍn ：０．１％以下、Ｐ：０．００５％以下、
Ｓ：０．００５％以下を許容含有量とするのが望まし
い。
【０００６】次に、第２の発明は、上記電極の中空部の
断面積が、中空部を含む電極全断面積に対し、０．０４
〜０．９の比率からなることを特徴とする。さらに第３
の発明は、円筒状からなる中空電極において、該電極内
径が外径に対し、０．２〜０．９５の比率からなり、さ
らに該電極の外径が、鋳型内径に対し、０．４〜０．９
５の比率からなることを特徴とする。
断面積が、中空部を含む電極全断面積に対し、０．０４
〜０．９の比率からなることを特徴とする。さらに第３
の発明は、円筒状からなる中空電極において、該電極内
径が外径に対し、０．２〜０．９５の比率からなり、さ
らに該電極の外径が、鋳型内径に対し、０．４〜０．９
５の比率からなることを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明に係るセミハイス系冷間圧延用作動ロー
ル材は、１〜１．５％Ｃ、２〜６％Ｃr 、０．７〜２％
Ｍo をベースとしたＣr −Ｍo 鋼に、さらにＶ：２％以
下、Ｗ：２％以下の１種以上を含有させることにより冷
間圧延用作動ロール材として、より優れた諸特性を付与
させた公知のロール材である。このロール材は偏析傾向
が強く、従来のＥＳＲ法で造塊しても偏析のない健全な
ＥＳＲ鋳塊は得られていなかったが、本願発明では、中
空電極を使用することにより、ストリーク状偏析が軽減
されることを見いだした。偏析のない良好な内部性状の
ＥＳＲ鋳塊を製造するためには、溶融金属プールを浅く
皿状にすることが不可欠であり、これが深くなると、凝
固組織の緻密化が妨げられて組織が粗大化しやすく、ス
トリーク状偏析が発生しやすい。しかし、鋳塊が限界の
大きさ以上になると良好な肌を確保しつつ偏析が生成し
ない程度の浅いプールにすることは困難である。
ル材は、１〜１．５％Ｃ、２〜６％Ｃr 、０．７〜２％
Ｍo をベースとしたＣr −Ｍo 鋼に、さらにＶ：２％以
下、Ｗ：２％以下の１種以上を含有させることにより冷
間圧延用作動ロール材として、より優れた諸特性を付与
させた公知のロール材である。このロール材は偏析傾向
が強く、従来のＥＳＲ法で造塊しても偏析のない健全な
ＥＳＲ鋳塊は得られていなかったが、本願発明では、中
空電極を使用することにより、ストリーク状偏析が軽減
されることを見いだした。偏析のない良好な内部性状の
ＥＳＲ鋳塊を製造するためには、溶融金属プールを浅く
皿状にすることが不可欠であり、これが深くなると、凝
固組織の緻密化が妨げられて組織が粗大化しやすく、ス
トリーク状偏析が発生しやすい。しかし、鋳塊が限界の
大きさ以上になると良好な肌を確保しつつ偏析が生成し
ない程度の浅いプールにすることは困難である。
【０００８】例えばＥＳＲ電極の形状の影響を考えてみ
ると、フィルレイショが小さい場合は溶融スラグ中央部
での発熱量が多く、電流が凝固した鋳塊中に多く流れて
ジュール発熱も多くなり、プールは深くなる傾向にあ
る。一方、フィルレイショが大きいと溶融スラグ全体で
発熱し、電流は鋳型へ流れる割合が増えるのでプールは
浅くなる傾向にある。しかし、フィルレイショを大きく
する後者の方法でも、偏析が生成しない程に十分に浅い
プールにすることは容易ではない。
ると、フィルレイショが小さい場合は溶融スラグ中央部
での発熱量が多く、電流が凝固した鋳塊中に多く流れて
ジュール発熱も多くなり、プールは深くなる傾向にあ
る。一方、フィルレイショが大きいと溶融スラグ全体で
発熱し、電流は鋳型へ流れる割合が増えるのでプールは
浅くなる傾向にある。しかし、フィルレイショを大きく
する後者の方法でも、偏析が生成しない程に十分に浅い
プールにすることは容易ではない。
【０００９】このような知見に基づき本願発明では、偏
析傾向の大きいセミハイス系ロールのＥＳＲ鋳塊の製造
にあたり、中空電極を採用することによって、電極中心
部直下から鋳塊内を流れる電流が少なくなり、中心部の
溶融プールの深さが浅くなって全体としてプール形状が
平坦化され、ストリーク状偏析が少なくて良好な内部性
状のＥＳＲ鋳塊が得られる。また、鋳型近傍で、通電量
が増えてスラグの温度が高くなって良好な鋳塊肌とな
る。
析傾向の大きいセミハイス系ロールのＥＳＲ鋳塊の製造
にあたり、中空電極を採用することによって、電極中心
部直下から鋳塊内を流れる電流が少なくなり、中心部の
溶融プールの深さが浅くなって全体としてプール形状が
平坦化され、ストリーク状偏析が少なくて良好な内部性
状のＥＳＲ鋳塊が得られる。また、鋳型近傍で、通電量
が増えてスラグの温度が高くなって良好な鋳塊肌とな
る。
【００１０】なお、本発明の電極の製造法は特に限定さ
れないが、例えば大気中あるいは真空中で溶解、精錬、
造塊した中空鋳塊や、中実鋳塊を孔明けしたもの、鋳塊
を板状に加工して板曲げし溶接したもの、中空電極の分
割材を組み立て溶接したものなどを用いて目的の中空電
極を得ることができる。このようにして製造される電極
の外形は、円柱形状の他に、角柱形状やその他の異形形
状とすることができる。そして、電極に形成される孔
は、通常は電極の中心部に位置するが、完全に中心に位
置するものに限定されるものではなく、ほぼ中心である
芯部に形成されるものであればよい。
れないが、例えば大気中あるいは真空中で溶解、精錬、
造塊した中空鋳塊や、中実鋳塊を孔明けしたもの、鋳塊
を板状に加工して板曲げし溶接したもの、中空電極の分
割材を組み立て溶接したものなどを用いて目的の中空電
極を得ることができる。このようにして製造される電極
の外形は、円柱形状の他に、角柱形状やその他の異形形
状とすることができる。そして、電極に形成される孔
は、通常は電極の中心部に位置するが、完全に中心に位
置するものに限定されるものではなく、ほぼ中心である
芯部に形成されるものであればよい。
【００１１】また、孔の形状は特に限定されないが、通
常は電極外壁と相似形の断面形状に形成される。例え
ば、円柱形状の電極に丸孔を形成し、角柱形状の電極
に、角孔を形成する。この孔は通常は、電極の両端に貫
通させるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、
ＥＳＲ操業初期または終期では、中実部を溶融させるよ
うに、電極の一端または両端で孔が閉塞しているもので
あってもよい。また、孔は軸心方向に沿って同一断面形
状を有する直孔状に形成するのが通常であるが、軸方向
位置によっては異形断面としてもよく、例えば、孔の内
面形状を軸心方向に沿ってテーパー状とすることも考え
られる。また、孔は通常は電極の芯部に一つを形成する
が、複数形成する可能性もある。
常は電極外壁と相似形の断面形状に形成される。例え
ば、円柱形状の電極に丸孔を形成し、角柱形状の電極
に、角孔を形成する。この孔は通常は、電極の両端に貫
通させるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、
ＥＳＲ操業初期または終期では、中実部を溶融させるよ
うに、電極の一端または両端で孔が閉塞しているもので
あってもよい。また、孔は軸心方向に沿って同一断面形
状を有する直孔状に形成するのが通常であるが、軸方向
位置によっては異形断面としてもよく、例えば、孔の内
面形状を軸心方向に沿ってテーパー状とすることも考え
られる。また、孔は通常は電極の芯部に一つを形成する
が、複数形成する可能性もある。
【００１２】次に、電極の孔径、電極外径、鋳型内径等
の関係を限定した理由について述べる。 中空部断面積／（中空部を含む電極全断面積）又は孔径
／電極外径の比 上記の比が下限未満であると、溶融金属プールの形状変
化に及ぼす影響が小さく、十分な溶融プール平坦化の効
果が認められない。また、上限を越えると、必要鋳塊重
量を得るための電極長さが増大し、実操業への適用が困
難になるため、断面積比で０．０４〜０．９、径の比で
０．２〜０．９５の範囲を望ましいものとした。
の関係を限定した理由について述べる。 中空部断面積／（中空部を含む電極全断面積）又は孔径
／電極外径の比 上記の比が下限未満であると、溶融金属プールの形状変
化に及ぼす影響が小さく、十分な溶融プール平坦化の効
果が認められない。また、上限を越えると、必要鋳塊重
量を得るための電極長さが増大し、実操業への適用が困
難になるため、断面積比で０．０４〜０．９、径の比で
０．２〜０．９５の範囲を望ましいものとした。
【００１３】電極外径／鋳型内径の比 上記比が０．４未満であると必要鋳塊重量を得るための
電極長さが増大し、実操業への適用が困難になる。また
比が０．９５を越えると、鋳型と電極との間隔が狭くな
り、鋳型または電極の昇降において鋳型と電極が接触す
る可能性があり、実操業への適用が困難になるおそれが
あるため、上記比が０．４〜０．９５の範囲内にあるの
を望ましいものとした。
電極長さが増大し、実操業への適用が困難になる。また
比が０．９５を越えると、鋳型と電極との間隔が狭くな
り、鋳型または電極の昇降において鋳型と電極が接触す
る可能性があり、実操業への適用が困難になるおそれが
あるため、上記比が０．４〜０．９５の範囲内にあるの
を望ましいものとした。
【００１４】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。 （実施例１）表１に示す組成を有する供試鋼を常法によ
り溶製し、さらに中子を用いて中心に丸孔を有する円柱
状電極を鋳造した。なお、電極の鋳造に際しては表２に
示すように電極の内径／外径比を変えて４種の発明電極
Ａ〜Ｄを用意した。また、従来法により中子を用いるこ
となく鋳造した中実電極を比較電極Ｅとして用意した。
これらの電極はほぼ同じ電極断面積（孔部は除く）を有
する形状とし、同一の溶解速度が得られるようにＥＳＲ
条件を設定した。
り溶製し、さらに中子を用いて中心に丸孔を有する円柱
状電極を鋳造した。なお、電極の鋳造に際しては表２に
示すように電極の内径／外径比を変えて４種の発明電極
Ａ〜Ｄを用意した。また、従来法により中子を用いるこ
となく鋳造した中実電極を比較電極Ｅとして用意した。
これらの電極はほぼ同じ電極断面積（孔部は除く）を有
する形状とし、同一の溶解速度が得られるようにＥＳＲ
条件を設定した。
【００１５】これらのＥＳＲ用電極を用いて、８００ｍ
ｍ径の鋳型内で、５０％ＣaＦ2−２０％ＣaＯ−３０％
Ａｌ2Ｏ3（重量％）のスラグを使用して、７５０ｋｇ／
ｈｒの溶解速度でＥＳＲを行った。得られたＥＳＲ鋳塊
の横断面をマクロ腐食し、ストリーク状偏析の発生程度
を観察するとともに、鋳塊肌の評価を行った。その結果
は表３に示すとおり、従来の中実電極を用いた場合に
は、鋳塊肌は不良で、内部性状は表面より６８ｍｍ深さ
の浅い位置でストリーク状偏析が生成した。 これに対
し、中空電極を用いたものでは、ストリーク状偏析の生
成は表面より１６４ｍｍ以上の深い位置からとなってお
り、鋳塊肌も改善され、良質なＥＳＲ鋳塊が得られた。
ｍ径の鋳型内で、５０％ＣaＦ2−２０％ＣaＯ−３０％
Ａｌ2Ｏ3（重量％）のスラグを使用して、７５０ｋｇ／
ｈｒの溶解速度でＥＳＲを行った。得られたＥＳＲ鋳塊
の横断面をマクロ腐食し、ストリーク状偏析の発生程度
を観察するとともに、鋳塊肌の評価を行った。その結果
は表３に示すとおり、従来の中実電極を用いた場合に
は、鋳塊肌は不良で、内部性状は表面より６８ｍｍ深さ
の浅い位置でストリーク状偏析が生成した。 これに対
し、中空電極を用いたものでは、ストリーク状偏析の生
成は表面より１６４ｍｍ以上の深い位置からとなってお
り、鋳塊肌も改善され、良質なＥＳＲ鋳塊が得られた。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本願発明によれば、
セミハイス系冷間圧延用作動ロールをＥＳＲする際に、
中空電極を用いたことにより溶融プール形状が浅くなっ
て平坦化され、ＥＳＲ鋳塊に発生するストリーク状偏析
を鋳塊内部へ追い込み、ロールの有効使用径を増大させ
る効果がある。
セミハイス系冷間圧延用作動ロールをＥＳＲする際に、
中空電極を用いたことにより溶融プール形状が浅くなっ
て平坦化され、ＥＳＲ鋳塊に発生するストリーク状偏析
を鋳塊内部へ追い込み、ロールの有効使用径を増大させ
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の電極形状の変更例を示す電極
横断面図である。
横断面図である。
１ 角柱電極 ２ セグメント電極 ３ セグメント電極 ４ セグメント電極
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 38/00 ３０２ Ｅ 38/18
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．８〜１．５％、Ｓi
：１．５％以下、Ｍn ：１．５％以下、Ｃr ：２〜６
％、Ｍo ：０．７〜２％を含有し、さらにＶ：２％以
下、Ｗ：２％以下の１種または２種を含有し、残部がＦ
e および不可避不純物からなる冷間圧延用作動ロールの
製造方法において、電極芯部に軸心方向に沿って孔が形
成された中空電極を用いてエレクトロスラグ再溶解を行
うことを特徴とする冷間圧延用作動ロールの製造方法 - 【請求項２】 電極の中空部の断面積が、中空部を含む
電極全断面積に対し、０．０４〜０．９の比率からなる
請求項１記載の冷間圧延用作動ロールの製造方法 - 【請求項３】 円筒状からなる中空電極において、該電
極内径が外径に対し、０．２〜０．９５の比率からな
り、さらに該電極の外径が、鋳型内径に対し、０．４〜
０．９５の比率からなる請求項１記載の冷間圧延用作動
ロールの製造方法
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04237607A JP3110565B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | 冷間圧延用作動ロールの製造方法 |
| US08/073,465 US5524019A (en) | 1992-06-11 | 1993-06-09 | Electrode for electroslag remelting and process of producing alloy using the same |
| EP93109401A EP0577997A1 (en) | 1992-06-11 | 1993-06-11 | Electrode for electroslag remelting and process of producing alloy using the same |
| US08/243,736 US5487082A (en) | 1992-06-11 | 1994-05-17 | Electrode for electroslag remelting and process of producing alloy using the same |
| US08/243,741 US5444732A (en) | 1992-06-11 | 1994-05-17 | Electrode for electroslag remelting and process of producing alloy using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04237607A JP3110565B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | 冷間圧延用作動ロールの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0663726A true JPH0663726A (ja) | 1994-03-08 |
| JP3110565B2 JP3110565B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=17017828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04237607A Expired - Lifetime JP3110565B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-08-14 | 冷間圧延用作動ロールの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3110565B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006265621A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Kobe Steel Ltd | 冷間圧延用のワークロールおよび、ワークロール用鋳塊の製法 |
-
1992
- 1992-08-14 JP JP04237607A patent/JP3110565B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006265621A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Kobe Steel Ltd | 冷間圧延用のワークロールおよび、ワークロール用鋳塊の製法 |
| JP4540516B2 (ja) * | 2005-03-23 | 2010-09-08 | 株式会社神戸製鋼所 | ワークロールの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3110565B2 (ja) | 2000-11-20 |
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