JPH108212A - 熱間圧延用ロール - Google Patents
熱間圧延用ロールInfo
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- JPH108212A JPH108212A JP16575896A JP16575896A JPH108212A JP H108212 A JPH108212 A JP H108212A JP 16575896 A JP16575896 A JP 16575896A JP 16575896 A JP16575896 A JP 16575896A JP H108212 A JPH108212 A JP H108212A
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- rolling
- rolled
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Abstract
(57)【要約】
【課題】被圧延材との摩擦抵抗が小さく、かつ被圧延材
表面におけるスケール疵の発生を抑制する効果を有する
熱間圧延用ロールを提供する。 【解決手段】少なくともロールの外殻層が、重量%で
C:1.5〜3%、Cr:0.5〜5%、Mo:0.5
〜8%、V:1〜8%、W:1超〜8%、Nb:0.1
〜5%およびB:0.01〜1%を含有する高炭素高速
度鋼からなり、その組織中に粒径が15μm以下で、各
粒の長径と短径の比が2以下である球状のMC型炭化物
が面積率で5〜20%の範囲で存在することを特徴とす
る熱間圧延用ロール。
表面におけるスケール疵の発生を抑制する効果を有する
熱間圧延用ロールを提供する。 【解決手段】少なくともロールの外殻層が、重量%で
C:1.5〜3%、Cr:0.5〜5%、Mo:0.5
〜8%、V:1〜8%、W:1超〜8%、Nb:0.1
〜5%およびB:0.01〜1%を含有する高炭素高速
度鋼からなり、その組織中に粒径が15μm以下で、各
粒の長径と短径の比が2以下である球状のMC型炭化物
が面積率で5〜20%の範囲で存在することを特徴とす
る熱間圧延用ロール。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼材の熱間圧延に
用いられる熱間圧延用ロールに係わり、さらに詳しくは
低摩擦性を有し、かつ圧延ロールに起因する鋼材表面に
おけるスケール疵の発生を抑制することのできる熱間圧
延用ロールに関する。
用いられる熱間圧延用ロールに係わり、さらに詳しくは
低摩擦性を有し、かつ圧延ロールに起因する鋼材表面に
おけるスケール疵の発生を抑制することのできる熱間圧
延用ロールに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から使用されている鋼材の熱間圧延
用ロ−ルの外殻層には、下記の化学組成の耐摩耗性に優
れた高クロム鋳鉄や高合金グレン鋳鉄などが使用されて
いる。高クロム鋳鉄は、重量%で、C:2.3〜2.9
%、Si:0.4〜0.9%、Mn:0.8〜1.2
%、Ni:0.5〜1.5%、Cr:15〜20%、M
o:0.7〜2%を含有し、残部は実質的にFeからな
り、M7C3型炭化物を面積率で20〜35%含むもので
ある。
用ロ−ルの外殻層には、下記の化学組成の耐摩耗性に優
れた高クロム鋳鉄や高合金グレン鋳鉄などが使用されて
いる。高クロム鋳鉄は、重量%で、C:2.3〜2.9
%、Si:0.4〜0.9%、Mn:0.8〜1.2
%、Ni:0.5〜1.5%、Cr:15〜20%、M
o:0.7〜2%を含有し、残部は実質的にFeからな
り、M7C3型炭化物を面積率で20〜35%含むもので
ある。
【0003】また、高合金グレン鋳鉄は、C:3.2〜
3.4%、Si:0.7〜0.9%、Mn:0.8〜
1.2%、Ni:4.2〜4.6%、Cr:1.5〜
1.9%、Mo:0.3〜0.6%を含有し、残部は実
質的にFeからなり、M3C型炭化物を面積率で25〜
40%含むものである。
3.4%、Si:0.7〜0.9%、Mn:0.8〜
1.2%、Ni:4.2〜4.6%、Cr:1.5〜
1.9%、Mo:0.3〜0.6%を含有し、残部は実
質的にFeからなり、M3C型炭化物を面積率で25〜
40%含むものである。
【0004】最近、更に耐摩耗性の向上を図るために、
特開平2-240634号公報、特開平2-25205号公報、特開平2
-88745号公報、特開平3-126838号公報、特開平3-219047
号公報および特開平4-176840号公報等に開示されている
ような高速度鋼を高炭素にした鋼(以下、高炭素系高速
度鋼という)が用いられるようになってきた。このよう
なロ−ル材は、組織中に高硬度炭化物を有するため、優
れた熱間耐摩耗性を発揮する。
特開平2-240634号公報、特開平2-25205号公報、特開平2
-88745号公報、特開平3-126838号公報、特開平3-219047
号公報および特開平4-176840号公報等に開示されている
ような高速度鋼を高炭素にした鋼(以下、高炭素系高速
度鋼という)が用いられるようになってきた。このよう
なロ−ル材は、組織中に高硬度炭化物を有するため、優
れた熱間耐摩耗性を発揮する。
【0005】特開平5-271855号公報には、組織中の炭化
物量および硬度を限定することにより耐摩耗性、耐肌荒
れ性を改善した熱間薄板圧延用ロール材が開示されてい
る。さらに、特公平7-78267号公報には、組織が30〜150
μmの結晶粒径を有し、かつその粒界に晶出したM6C型の
共晶炭化物で囲まれるとともに、粒内にMC型の初晶炭化
物を有する金属組織からなることを特徴とする圧延用ロ
ールが開示されている。 特開平5-305312号公報では、
遠心鋳造時に比重の小さいMC型炭化物が遠心鋳造中に
内層側へ分離するのを防止するため、V、Nbの含有量
制限条件を規定した、高炭素系高速度鋼を外層とするロ
ールが開示されている。
物量および硬度を限定することにより耐摩耗性、耐肌荒
れ性を改善した熱間薄板圧延用ロール材が開示されてい
る。さらに、特公平7-78267号公報には、組織が30〜150
μmの結晶粒径を有し、かつその粒界に晶出したM6C型の
共晶炭化物で囲まれるとともに、粒内にMC型の初晶炭化
物を有する金属組織からなることを特徴とする圧延用ロ
ールが開示されている。 特開平5-305312号公報では、
遠心鋳造時に比重の小さいMC型炭化物が遠心鋳造中に
内層側へ分離するのを防止するため、V、Nbの含有量
制限条件を規定した、高炭素系高速度鋼を外層とするロ
ールが開示されている。
【0006】また、特開昭58-213856号公報、特開平4-2
21042号公報には、粉末冶金法により胴部表面に高炭素
系高速度鋼の焼結合金層を形成した圧延用ロールが開示
されている。しかし、この粉末冶金法は球状炭化物と微
細な金属組織を得ることができるが、ポロシティなどの
品質欠陥が存在する他、製造コストが高くなるという難
点がある。
21042号公報には、粉末冶金法により胴部表面に高炭素
系高速度鋼の焼結合金層を形成した圧延用ロールが開示
されている。しかし、この粉末冶金法は球状炭化物と微
細な金属組織を得ることができるが、ポロシティなどの
品質欠陥が存在する他、製造コストが高くなるという難
点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の高炭素系高速度
鋼ロールは、耐摩耗性には優れているが、熱間圧延時に
被圧延材との摩擦抵抗が大きい。そのため圧延荷重が上
昇し、圧延機としての能力を低下させる。また、このロ
ールは、スケール疵と呼ばれる被圧延材の表面欠陥の発
生原因となっている。スケール疵とは、熱間圧延時に被
圧延材表面の酸化物(スケール)層が鋼板表面に噛み込
んだ欠陥であり、製品の品質を低下させる。その原因
は、ロール表面の摩耗により発生するロール表面の微細
な凹凸が原因と推察される。そのため、ロール表面の摩
耗によりロールプロフィルが悪化する前にロール交換を
余儀なくされており、ロール研削量が増加して製造スト
高を招いており、その問題点の解決は、重要な課題とな
っている。
鋼ロールは、耐摩耗性には優れているが、熱間圧延時に
被圧延材との摩擦抵抗が大きい。そのため圧延荷重が上
昇し、圧延機としての能力を低下させる。また、このロ
ールは、スケール疵と呼ばれる被圧延材の表面欠陥の発
生原因となっている。スケール疵とは、熱間圧延時に被
圧延材表面の酸化物(スケール)層が鋼板表面に噛み込
んだ欠陥であり、製品の品質を低下させる。その原因
は、ロール表面の摩耗により発生するロール表面の微細
な凹凸が原因と推察される。そのため、ロール表面の摩
耗によりロールプロフィルが悪化する前にロール交換を
余儀なくされており、ロール研削量が増加して製造スト
高を招いており、その問題点の解決は、重要な課題とな
っている。
【0008】本発明は、被圧延材との摩擦抵抗が小さ
く、かつ被圧延材表面におけるスケール疵の発生を抑制
する効果を有する熱間圧延用ロールを提供することを目
的とするものである。
く、かつ被圧延材表面におけるスケール疵の発生を抑制
する効果を有する熱間圧延用ロールを提供することを目
的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、高炭素系
高速度鋼ロールの被圧延材との摩擦抵抗の低減手段およ
びスケール疵の発生を防止するため、ロールと被圧延材
間の摩擦係数に及ぼすロール材質の影響について検討を
おこなった。その結果、下記の知見を得た。
高速度鋼ロールの被圧延材との摩擦抵抗の低減手段およ
びスケール疵の発生を防止するため、ロールと被圧延材
間の摩擦係数に及ぼすロール材質の影響について検討を
おこなった。その結果、下記の知見を得た。
【0010】1)圧延中に摩擦係数が上昇するのは、ロ
ール表面は組織中の基地が選択的に摩耗し、高硬度のM
C型炭化物がロール表面に突出し、ロールと被圧延材と
の摩擦を高めるためである。
ール表面は組織中の基地が選択的に摩耗し、高硬度のM
C型炭化物がロール表面に突出し、ロールと被圧延材と
の摩擦を高めるためである。
【0011】2)ロール表面に生成した細長い微細なM
C型炭化物の突起が、ロールと鋼板との滑りを妨げ、ス
ケールの変形が不均一になり、スケールが母材に噛み込
みスケール疵が発生する。
C型炭化物の突起が、ロールと鋼板との滑りを妨げ、ス
ケールの変形が不均一になり、スケールが母材に噛み込
みスケール疵が発生する。
【0012】3)長径と短径の比が2以下である微細な
MC型炭化物(以下、球状MC炭化物という)を分散さ
せることにより、圧延時にロール表面に生成する炭化物
の突起の高さを低くすることができ、圧延中の摩擦抵抗
を小さくすることができると共に、スケール疵の発生が
抑制できる。
MC型炭化物(以下、球状MC炭化物という)を分散さ
せることにより、圧延時にロール表面に生成する炭化物
の突起の高さを低くすることができ、圧延中の摩擦抵抗
を小さくすることができると共に、スケール疵の発生が
抑制できる。
【0013】本発明はこのような知見に基づきなされた
もので、その要旨は、「少なくともロールの外殻層が、
重量%でC:1.5〜3%、Cr:0.5〜5%、M
o:0.5〜8%、V:1〜8%、W:1超〜8%、N
b:0.1〜5%およびB:0.01〜1%を含有する
高炭素高速度鋼からなり、その組織中に粒径が15μm
以下で、各粒の長径と短径の比が2以下である球状のM
C型炭化物が面積率で5〜20%の範囲で存在すること
を特徴とする熱間圧延用ロール」にある。
もので、その要旨は、「少なくともロールの外殻層が、
重量%でC:1.5〜3%、Cr:0.5〜5%、M
o:0.5〜8%、V:1〜8%、W:1超〜8%、N
b:0.1〜5%およびB:0.01〜1%を含有する
高炭素高速度鋼からなり、その組織中に粒径が15μm
以下で、各粒の長径と短径の比が2以下である球状のM
C型炭化物が面積率で5〜20%の範囲で存在すること
を特徴とする熱間圧延用ロール」にある。
【0014】ここで、外殻層とは、圧延時に被圧延と接
するロールの表面層をいい、その厚さはどのような厚み
のものでも鋳型の選定により製造可能である。外殻層の
厚さは限定するものではないが、当然のことながら少な
くとも長時間圧延使用しても摩耗して消失してしまわな
い程度の厚さは必要である。
するロールの表面層をいい、その厚さはどのような厚み
のものでも鋳型の選定により製造可能である。外殻層の
厚さは限定するものではないが、当然のことながら少な
くとも長時間圧延使用しても摩耗して消失してしまわな
い程度の厚さは必要である。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の熱間圧延用ロールの外殻
層の化学組成、外殻層中のMC型炭化物の形状および面
積率を上記のように限定した理由を以下に述べる。
層の化学組成、外殻層中のMC型炭化物の形状および面
積率を上記のように限定した理由を以下に述べる。
【0016】(1)化学組成(以下、化学組成の%表示
は全て重量%とする) C:1.5〜3% Cは、Cr、Mo、W、V等と結合して高硬度の複合炭
化物(MC型を主体としたM6C、M2C、M7C3等の複
合炭化物)を形成してロールの耐摩耗性を高める。その
含有量が、1.5%未満では炭化物の生成量が不足して
熱間での耐摩耗性が低下する。一方、3%を超えると炭
化物生成量が増大しすぎ靭性、耐熱亀裂性が低下する。
したがって、C含有量は1.5〜3%とした。好ましく
は、1.6〜2.6%である。
は全て重量%とする) C:1.5〜3% Cは、Cr、Mo、W、V等と結合して高硬度の複合炭
化物(MC型を主体としたM6C、M2C、M7C3等の複
合炭化物)を形成してロールの耐摩耗性を高める。その
含有量が、1.5%未満では炭化物の生成量が不足して
熱間での耐摩耗性が低下する。一方、3%を超えると炭
化物生成量が増大しすぎ靭性、耐熱亀裂性が低下する。
したがって、C含有量は1.5〜3%とした。好ましく
は、1.6〜2.6%である。
【0017】Cr:0.5〜5% Crは、基地中に固溶して基地を強化し、耐熱亀裂性を
改善するほか、Cと結合して微細な高硬度化合物を析出
して耐摩耗性と靭性を高める作用がある。しかし、Cr
含有量が0.5%未満ではこれらの効果が少ない。一方
5%を超えると炭化物が粗大化する。したがって、Cr
含有量は0.5〜5%とした。好ましくは、2〜4.5
%である。
改善するほか、Cと結合して微細な高硬度化合物を析出
して耐摩耗性と靭性を高める作用がある。しかし、Cr
含有量が0.5%未満ではこれらの効果が少ない。一方
5%を超えると炭化物が粗大化する。したがって、Cr
含有量は0.5〜5%とした。好ましくは、2〜4.5
%である。
【0018】Mo:0.5〜8% Moは、基地に固溶して高温軟化抵抗を改善させる他、
Cと結合してM6C、M2C等の微細な高硬度の複炭化物
を形成して温間の耐摩耗性を向上させる作用がある。し
かし、0.5%未満ではこれらの効果が少なく、一方8
%を超えると靭性および耐熱亀裂性の低下を招く。した
がって、Mo含有量は0.5〜8%とした。好ましく
は、2〜6%である。
Cと結合してM6C、M2C等の微細な高硬度の複炭化物
を形成して温間の耐摩耗性を向上させる作用がある。し
かし、0.5%未満ではこれらの効果が少なく、一方8
%を超えると靭性および耐熱亀裂性の低下を招く。した
がって、Mo含有量は0.5〜8%とした。好ましく
は、2〜6%である。
【0019】V:1〜8% Vは、Cと結合してMC型炭化物を形成して、耐摩耗
性、耐事故性改善に役立つ。しかし、1%未満では、耐
摩耗性改善効果が少なく、一方8%を超えると炭化物量
が増加し、耐熱亀裂性を低下させる。したがって、V含
有量は1〜8%とした。好ましくは、2〜6.5%であ
る。
性、耐事故性改善に役立つ。しかし、1%未満では、耐
摩耗性改善効果が少なく、一方8%を超えると炭化物量
が増加し、耐熱亀裂性を低下させる。したがって、V含
有量は1〜8%とした。好ましくは、2〜6.5%であ
る。
【0020】W:1超〜8% Wは、Cと結合してM6C、M2C型の微細な高硬度複炭
化物を形成して耐摩耗性を高め、また基地に固溶して焼
戻し軟化抵抗や耐熱性を高める。しかし、1%以下では
これらの効果が小さく、一方8%を超えると粗大炭化物
が増加し靭性および耐熱亀裂性を低下させるほか、偏析
が生じ易くなる。したがって、W含有量は1超〜8%と
した。好ましくは、1.5〜6%である。
化物を形成して耐摩耗性を高め、また基地に固溶して焼
戻し軟化抵抗や耐熱性を高める。しかし、1%以下では
これらの効果が小さく、一方8%を超えると粗大炭化物
が増加し靭性および耐熱亀裂性を低下させるほか、偏析
が生じ易くなる。したがって、W含有量は1超〜8%と
した。好ましくは、1.5〜6%である。
【0021】Nb:0.1〜5% Nbは、本発明にとって重要な役割を果たす元素の一つ
であり、Vと共にCと結合し、微細なMC型炭化物を形
成するとともに、金属組織を微細化し、ロールの摩擦係
数低減に寄与する。しかし、その含有量が0.1%以下
だとこれらの効果が少なく、一方5%を超えて含有させ
ると材料が脆化する。したがって、Nbの含有量は0.
1〜5%とした。好ましくは、0.1〜4%である。
であり、Vと共にCと結合し、微細なMC型炭化物を形
成するとともに、金属組織を微細化し、ロールの摩擦係
数低減に寄与する。しかし、その含有量が0.1%以下
だとこれらの効果が少なく、一方5%を超えて含有させ
ると材料が脆化する。したがって、Nbの含有量は0.
1〜5%とした。好ましくは、0.1〜4%である。
【0022】B:0.01〜1% Bは、本発明にとって重要な役割を果たす元素の一つで
あり、MC型炭化物を球状化し、ロールの摩擦係数を低
減するとともに耐摩耗性を向上させる。しかし、その含
有量が0.01%以下だとこれらの効果が少なく、一方
1%を超えると材料の融点が低下し、高温強度が低下す
る。したがって、Bの含有量は0.01〜1%とした。
好ましくは、0.01〜0.7%である。
あり、MC型炭化物を球状化し、ロールの摩擦係数を低
減するとともに耐摩耗性を向上させる。しかし、その含
有量が0.01%以下だとこれらの効果が少なく、一方
1%を超えると材料の融点が低下し、高温強度が低下す
る。したがって、Bの含有量は0.01〜1%とした。
好ましくは、0.01〜0.7%である。
【0023】その他の元素:その他の元素として、T
i、Al、Si、Mn、およびCo等を必要により含有
させることができる。これらの作用および好適な含有量
は以下の通りである。 Ti:0.01〜1%、Al:0.01〜0.5%の1
種または2種:Ti、Alは必要により含有させる元素
で、鋳込み時に酸化物を形成し、球状かつ微細なMC型
炭化物の晶出の核となる。しかし、その含有量が少なす
ぎるとこれらの効果が小さく、一方多すぎると材料が脆
化する傾向にあり、鋳込み時に溶湯が酸化しやすくな
り、巣や偏析等の欠陥を招く。したがって、これらの元
素を含有させる場合は、上記の範囲とするのが好まし
い。。
i、Al、Si、Mn、およびCo等を必要により含有
させることができる。これらの作用および好適な含有量
は以下の通りである。 Ti:0.01〜1%、Al:0.01〜0.5%の1
種または2種:Ti、Alは必要により含有させる元素
で、鋳込み時に酸化物を形成し、球状かつ微細なMC型
炭化物の晶出の核となる。しかし、その含有量が少なす
ぎるとこれらの効果が小さく、一方多すぎると材料が脆
化する傾向にあり、鋳込み時に溶湯が酸化しやすくな
り、巣や偏析等の欠陥を招く。したがって、これらの元
素を含有させる場合は、上記の範囲とするのが好まし
い。。
【0024】Si:0.2〜2.5% Siは、脱酸剤として含有させるのがよい、0.2%未
満では脱酸作用が期待できず、一方2.5%を超えると
ロール材質が脆化し、圧延事故発生時のクラックが深く
なる傾向にある。
満では脱酸作用が期待できず、一方2.5%を超えると
ロール材質が脆化し、圧延事故発生時のクラックが深く
なる傾向にある。
【0025】Mn:0.3〜1.5% Mnは、脱酸作用があり、その含有量が0.3%未満で
は充分な脱酸効果が得られず、一方、1.5%を超える
と靭性が低下する傾向にある。
は充分な脱酸効果が得られず、一方、1.5%を超える
と靭性が低下する傾向にある。
【0026】Co:0.2〜10.0% Coは、その大部分が基地に固溶して基地の硬度を高め
るほか高温軟化抵抗を高め、高温硬度、耐摩耗性を改善
する作用を有する。しかし、その含有量が、0.2%未
満ではこれらの効果が少なく、一方10%を超えて含有
させると逆に十分な硬度が得られなくなり耐摩耗性が劣
化する傾向にある。
るほか高温軟化抵抗を高め、高温硬度、耐摩耗性を改善
する作用を有する。しかし、その含有量が、0.2%未
満ではこれらの効果が少なく、一方10%を超えて含有
させると逆に十分な硬度が得られなくなり耐摩耗性が劣
化する傾向にある。
【0027】P、S:PおよびSは、不可避的に含有さ
れる不純物元素であるが、機械的性質の劣化を招くので
これらの含有量は少ない方がよい。しかし、いずれも
0.08%以下であればそれほどの悪影響を及ぼさな
い。
れる不純物元素であるが、機械的性質の劣化を招くので
これらの含有量は少ない方がよい。しかし、いずれも
0.08%以下であればそれほどの悪影響を及ぼさな
い。
【0028】(2)球状MC炭化物 MC炭化物:炭化物には種々あるが、他のものに比べM
C炭化物は、高温度域で高硬度であるため、ロールの硬
度を上げるのに好適であり、ロールの耐摩耗性を向上さ
せるためにロールの外殻層に存在させる。
C炭化物は、高温度域で高硬度であるため、ロールの硬
度を上げるのに好適であり、ロールの耐摩耗性を向上さ
せるためにロールの外殻層に存在させる。
【0029】炭化物の形状:高炭素系高速度鋼ロールの
MC型炭化物の硬度は基地(焼戻しマルテンサイト)に比
べ3〜4倍高く、摩耗は基地部分を主体に進む。そのた
め、MC型炭化物はロール表面に突出し摩擦を高めるた
め、圧延荷重上昇の原因となる。
MC型炭化物の硬度は基地(焼戻しマルテンサイト)に比
べ3〜4倍高く、摩耗は基地部分を主体に進む。そのた
め、MC型炭化物はロール表面に突出し摩擦を高めるた
め、圧延荷重上昇の原因となる。
【0030】従来の高炭素系高速度鋼のロール中のMC
型炭化物は、棒状の細長い形状をしている。したがっ
て、炭化物がその長さ方向がロールの中心軸方向に向い
てロール表面層に存在している場合は、ロール使用時に
基地が摩耗して炭化物が突起状態になっても、なかなか
ロール表面から脱落しない。そのため、突起の高さが高
くなり、それだけ被圧延材との摩擦が大きくなる。これ
を防止するため、本発明のロールでは、圧延中にロール
表面に生成する炭化物の突起高さが高くならないよう
に、その形状を球状にするものである。すなわち、球状
にすることにより、圧延中に炭化物が突起状態になって
も、基地から少し突出した時点でロール表面から脱落し
てしまうため、突起の高さは高くならない。
型炭化物は、棒状の細長い形状をしている。したがっ
て、炭化物がその長さ方向がロールの中心軸方向に向い
てロール表面層に存在している場合は、ロール使用時に
基地が摩耗して炭化物が突起状態になっても、なかなか
ロール表面から脱落しない。そのため、突起の高さが高
くなり、それだけ被圧延材との摩擦が大きくなる。これ
を防止するため、本発明のロールでは、圧延中にロール
表面に生成する炭化物の突起高さが高くならないよう
に、その形状を球状にするものである。すなわち、球状
にすることにより、圧延中に炭化物が突起状態になって
も、基地から少し突出した時点でロール表面から脱落し
てしまうため、突起の高さは高くならない。
【0031】MC型炭化物の長径と短径の比が2より大
きいと細長くなり過ぎ、基地が摩耗して炭化物粒がロー
ル表面から突出しても、基地中に根を張った状態とな
り、脱落しにくいため大きな突起となりやすい。一方、
前記比が2以下であれば大きな突起となる前に脱落する
ため、大きな突起が生成しにくい。従ってMC型炭化物
の長径と短径の比は2以下とした。
きいと細長くなり過ぎ、基地が摩耗して炭化物粒がロー
ル表面から突出しても、基地中に根を張った状態とな
り、脱落しにくいため大きな突起となりやすい。一方、
前記比が2以下であれば大きな突起となる前に脱落する
ため、大きな突起が生成しにくい。従ってMC型炭化物
の長径と短径の比は2以下とした。
【0032】炭化物の粒径:MC型炭化物は、硬度が高
く、ロールの耐摩耗性を高めるために不可欠である。し
かし、その粒径が大きすぎるとロールの強度や靱性等の
機械的性質が劣化し、また鋳造時に偏析が生じやすくな
る。そのため、MC型炭化物の粒径は15μm以下にす
る必要がある。5〜15μmの炭化物粒が主体であるこ
とが望ましい。なお、MC炭化物の粒径は炭化物の長径
をいう。
く、ロールの耐摩耗性を高めるために不可欠である。し
かし、その粒径が大きすぎるとロールの強度や靱性等の
機械的性質が劣化し、また鋳造時に偏析が生じやすくな
る。そのため、MC型炭化物の粒径は15μm以下にす
る必要がある。5〜15μmの炭化物粒が主体であるこ
とが望ましい。なお、MC炭化物の粒径は炭化物の長径
をいう。
【0033】炭化物の量:ロールの高温硬度は、MC型
炭化物を多く含有するほど高くなる。しかしその面積率
が5%未満では十分な高温硬度を得ることができず、熱
間耐摩耗性が不足する。一方、20%を超えると靱性が
低下するため、熱衝撃性が劣化する。したがって、本発
明で規定する形状及び粒径を有するMC型炭化物含有率
は、面積率で5〜20%にした。
炭化物を多く含有するほど高くなる。しかしその面積率
が5%未満では十分な高温硬度を得ることができず、熱
間耐摩耗性が不足する。一方、20%を超えると靱性が
低下するため、熱衝撃性が劣化する。したがって、本発
明で規定する形状及び粒径を有するMC型炭化物含有率
は、面積率で5〜20%にした。
【0034】なお、面積率とは、ロール表面の単位面積
当たりに炭化物の占める面積率である。面積率は、鋳造
したロールの表面を一部切り出して研磨して顕微鏡で観
察し、画像処理することにより求めることができる。
当たりに炭化物の占める面積率である。面積率は、鋳造
したロールの表面を一部切り出して研磨して顕微鏡で観
察し、画像処理することにより求めることができる。
【0035】次に、炭化物の量および大きさは化学成分
によりほぼ決まるが、鋳込み後の凝固速度も若干影響を
及ぼす。炭化物は、凝固速度が遅いと粗大化し、逆に凝
固速度が速くなると微細化する傾向にある。凝固開始か
ら終了までおよそ300〜600秒程度の範囲で調整す
ることにより炭化物の生成量等の制御ができる。
によりほぼ決まるが、鋳込み後の凝固速度も若干影響を
及ぼす。炭化物は、凝固速度が遅いと粗大化し、逆に凝
固速度が速くなると微細化する傾向にある。凝固開始か
ら終了までおよそ300〜600秒程度の範囲で調整す
ることにより炭化物の生成量等の制御ができる。
【0036】本発明のロールは、「少なくともロールの
外殻層」が上記した化学組成、炭化物の状態の鋳鉄であ
ればよい。「少なくともロールの外殻層」とは、ロール
の外殻層を必ず上記化学組成と炭化物にすることで、そ
れ以外の部分は外殻層と同じ組成にしてもよく、またダ
クタイル鋳鉄、普通鋳鉄、黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、鍛
鋼等の外殻層とは別異の材料を使用してもよいことを意
味する。従って、ロール全体が上述の化学組成と球状M
C型炭化物を有する一体型のロールであってもよく、あ
るいは外層だけが上記化学組成である複合型のロールで
あってもよい。また、外殻層とは、ロールの表面層を示
し、その厚さは圧延使用時に被圧延材との摩擦による摩
耗により消失しなければどのような厚みのものでも効果
は変わらないので、特に限定しない。複合型のロールに
する場合は、外殻層の厚さは、50〜150mm程度が好
ましい。
外殻層」が上記した化学組成、炭化物の状態の鋳鉄であ
ればよい。「少なくともロールの外殻層」とは、ロール
の外殻層を必ず上記化学組成と炭化物にすることで、そ
れ以外の部分は外殻層と同じ組成にしてもよく、またダ
クタイル鋳鉄、普通鋳鉄、黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、鍛
鋼等の外殻層とは別異の材料を使用してもよいことを意
味する。従って、ロール全体が上述の化学組成と球状M
C型炭化物を有する一体型のロールであってもよく、あ
るいは外層だけが上記化学組成である複合型のロールで
あってもよい。また、外殻層とは、ロールの表面層を示
し、その厚さは圧延使用時に被圧延材との摩擦による摩
耗により消失しなければどのような厚みのものでも効果
は変わらないので、特に限定しない。複合型のロールに
する場合は、外殻層の厚さは、50〜150mm程度が好
ましい。
【0037】本発明の熱間圧延用ロールは、複合型ロー
ルにする場合は遠心力鋳造法、鋳掛け法などにより製造
でき、また一体ロールは静置鋳造法、鍛造法などによっ
て製造することができる。
ルにする場合は遠心力鋳造法、鋳掛け法などにより製造
でき、また一体ロールは静置鋳造法、鍛造法などによっ
て製造することができる。
【0038】なお、外殻層と内層の境界部で炭化物が富
化し、両者の接合強度が低下するような場合は、外殻層
と内層の間に低炭素合金系の鋳鉄等を中間層として設け
るのがよい。
化し、両者の接合強度が低下するような場合は、外殻層
と内層の間に低炭素合金系の鋳鉄等を中間層として設け
るのがよい。
【0039】
【実施例】表1に示す化学組成の高炭素系高速度鋼を外
殻層とし、ダクタイル鋳鉄を内層とした胴部直径750
mm、胴長1800mm、全長3800mmの複合ロー
ルを遠心力鋳造法により製造した。外層材の厚さは全て
100mmとした。
殻層とし、ダクタイル鋳鉄を内層とした胴部直径750
mm、胴長1800mm、全長3800mmの複合ロー
ルを遠心力鋳造法により製造した。外層材の厚さは全て
100mmとした。
【0040】外殻層のMC型炭化物の含有量、形状が異
なったロールにするため、化学組成を種々変化さて調整
した。
なったロールにするため、化学組成を種々変化さて調整
した。
【0041】
【表1】
【0042】また、鋳造したロールについて組織調整、
残留応力除去および硬度調整のための熱処理を下記の条
件で行った。
残留応力除去および硬度調整のための熱処理を下記の条
件で行った。
【0043】焼入れ:1000〜1100℃ 焼戻し:500〜550℃ このようにして得られた各ロールの表層部の一部を切り
出し、電解法によりMC型炭化物を抽出して各々の粒の
長径と短径の比を光学顕微鏡を用いて測定した。また、
切り出した試片のロール表面を研磨して画像処理により
MC型炭化物の面積率を求めた。これらの結果を表2に
示す。
出し、電解法によりMC型炭化物を抽出して各々の粒の
長径と短径の比を光学顕微鏡を用いて測定した。また、
切り出した試片のロール表面を研磨して画像処理により
MC型炭化物の面積率を求めた。これらの結果を表2に
示す。
【0044】
【表2】
【0045】本発明のロールは、比較例のロールと比べ
MC型炭化物が微細かつ球状になっており、炭化物の占
める面積率が5〜20%の範囲内にある。
MC型炭化物が微細かつ球状になっており、炭化物の占
める面積率が5〜20%の範囲内にある。
【0046】これらのロールを熱間圧延の仕上圧延機に
組み込み、板厚15〜20mm、幅1000〜1250
mmの炭素鋼板を圧下率40〜50%、圧延温度950
〜1000℃で熱間圧延した。圧延時の圧延荷重から、
摩擦係数を求めた。また、各ロールで2000トン圧延
した後のロールプロフィルにおける最大の摩耗深さを測
定すると共に、その時のロール表面性状を目視で観察し
た。圧延した熱延鋼板については、表面のスケール疵発
生の有無を目視で調査した。その結果を表2に併せて示
す。
組み込み、板厚15〜20mm、幅1000〜1250
mmの炭素鋼板を圧下率40〜50%、圧延温度950
〜1000℃で熱間圧延した。圧延時の圧延荷重から、
摩擦係数を求めた。また、各ロールで2000トン圧延
した後のロールプロフィルにおける最大の摩耗深さを測
定すると共に、その時のロール表面性状を目視で観察し
た。圧延した熱延鋼板については、表面のスケール疵発
生の有無を目視で調査した。その結果を表2に併せて示
す。
【0047】同表から明らかなように、本発明のロール
では圧延荷重が比較例のロールに比べ低く、摩擦係数も
安定した値を示している。また、本発明のロールの最大
摩耗深さが小さく、耐摩耗性も良好であることが分か
る。また、本発明のロールでスケール疵の発生が抑制さ
れたが、これは(1)ロール表面の微細な突起の抑制効
果(2)圧延荷重低下に伴う加工発熱、摩擦発熱の減少
による鋼板スケール発生量の減少の相乗効果と考えられ
る。
では圧延荷重が比較例のロールに比べ低く、摩擦係数も
安定した値を示している。また、本発明のロールの最大
摩耗深さが小さく、耐摩耗性も良好であることが分か
る。また、本発明のロールでスケール疵の発生が抑制さ
れたが、これは(1)ロール表面の微細な突起の抑制効
果(2)圧延荷重低下に伴う加工発熱、摩擦発熱の減少
による鋼板スケール発生量の減少の相乗効果と考えられ
る。
【0048】特に本発明例12は耐摩耗性、低摩擦性と
もに優れ、スケール疵抑制効果の高いロールであること
が分かる。
もに優れ、スケール疵抑制効果の高いロールであること
が分かる。
【0049】比較例16〜22は、MC型炭化物の球状
化が不十分であり、摩擦係数が高い。比較例19はC含
有量が低いため硬度不足により耐摩耗性が不十分であ
る。比較例20は、MC型炭化物量が少ないため耐摩耗
性が不十分である。比較例21、22は合金元素が過多
なため靱性が劣化し、ロール表層にはヒートクラックを
起点とした多数の欠落による肌荒れが観察された。
化が不十分であり、摩擦係数が高い。比較例19はC含
有量が低いため硬度不足により耐摩耗性が不十分であ
る。比較例20は、MC型炭化物量が少ないため耐摩耗
性が不十分である。比較例21、22は合金元素が過多
なため靱性が劣化し、ロール表層にはヒートクラックを
起点とした多数の欠落による肌荒れが観察された。
【0050】
【発明の効果】本発明の熱間圧延用ロールは、耐摩耗性
および低摩擦性に優れており、また、被圧延材表面にお
けるスケール疵の発生を抑制する効果を有するもので、
熱間圧延鋼板の製造に大きく寄与する優れたロールであ
る。
および低摩擦性に優れており、また、被圧延材表面にお
けるスケール疵の発生を抑制する効果を有するもので、
熱間圧延鋼板の製造に大きく寄与する優れたロールであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 詔八郎 和歌山県和歌山市湊1850番地住友金属工業 株式会社和歌山製鉄所内
Claims (1)
- 【請求項1】少なくともロールの外殻層が、重量%で
C:1.5〜3%、Cr:0.5〜5%、Mo:0.5
〜8%、V:1〜8%、W:1超〜8%、Nb:0.1
〜5%およびB:0.01〜1%を含有する高炭素高速
度鋼からなり、その組織中に粒径が15μm 以下で、各
粒の長径と短径の比が2以下であるMC型炭化物が面積
率で5〜20%の範囲で存在することを特徴とする熱間
圧延用ロール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16575896A JPH108212A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 熱間圧延用ロール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16575896A JPH108212A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 熱間圧延用ロール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH108212A true JPH108212A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=15818499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16575896A Pending JPH108212A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 熱間圧延用ロール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH108212A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006075892A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Hitachi Metals Ltd | 遠心鋳造製圧延用ロール |
EP2354264A1 (de) * | 2010-01-15 | 2011-08-10 | Maschinenfabrik Köppern GmbH. & Co. KG | Verschleissbeständiger, warmfester Werkstoff, sowie dessen Verwendung |
WO2015045984A1 (ja) | 2013-09-25 | 2015-04-02 | 日立金属株式会社 | 遠心鋳造製熱間圧延用複合ロール |
WO2015045985A1 (ja) | 2013-09-25 | 2015-04-02 | 日立金属株式会社 | 遠心鋳造製熱間圧延用複合ロール |
CN114381665A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-22 | 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 | 一种中厚板高速钢工作辊及其制造方法 |
-
1996
- 1996-06-26 JP JP16575896A patent/JPH108212A/ja active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006075892A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Hitachi Metals Ltd | 遠心鋳造製圧延用ロール |
EP2354264A1 (de) * | 2010-01-15 | 2011-08-10 | Maschinenfabrik Köppern GmbH. & Co. KG | Verschleissbeständiger, warmfester Werkstoff, sowie dessen Verwendung |
WO2015045984A1 (ja) | 2013-09-25 | 2015-04-02 | 日立金属株式会社 | 遠心鋳造製熱間圧延用複合ロール |
WO2015045985A1 (ja) | 2013-09-25 | 2015-04-02 | 日立金属株式会社 | 遠心鋳造製熱間圧延用複合ロール |
CN105579158A (zh) * | 2013-09-25 | 2016-05-11 | 日立金属株式会社 | 离心铸造制热轧用复合辊 |
CN105579156A (zh) * | 2013-09-25 | 2016-05-11 | 日立金属株式会社 | 离心铸造制热轧用复合辊 |
JP5950047B2 (ja) * | 2013-09-25 | 2016-07-13 | 日立金属株式会社 | 遠心鋳造製熱間圧延用複合ロール |
JP5950048B2 (ja) * | 2013-09-25 | 2016-07-13 | 日立金属株式会社 | 遠心鋳造製熱間圧延用複合ロール |
US9718106B2 (en) | 2013-09-25 | 2017-08-01 | Hitachi Metals, Ltd. | Centrifugally cast, hot-rolling composite roll |
US9815098B2 (en) | 2013-09-25 | 2017-11-14 | Hitachi Metals, Ltd. | Centrifugally cast, hot-rolling composite roll |
CN114381665A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-22 | 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 | 一种中厚板高速钢工作辊及其制造方法 |
CN114381665B (zh) * | 2021-12-23 | 2023-07-14 | 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 | 一种中厚板高速钢工作辊及其制造方法 |
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