JP3968300B2

JP3968300B2 - Transport roll

Info

Publication number: JP3968300B2
Application number: JP2002371098A
Authority: JP
Inventors: 和之指山; 優成道方
Original assignee: Nippon Steel Hardfacing Corp
Current assignee: Nippon Steel Hardfacing Corp
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2022-11-19
Also published as: JP2004167599A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱延鋼板を作る熱間圧延工場のホットランテーブルローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱間圧延工場のホットランテーブルローラーとしては、１．３％Ｃ−１３％Ｃｒ系の鋳鉄系鋳かけローラー、０．３％Ｃ−１３％Ｃｒ系の肉盛ローラー等が使用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
鋳鉄系ローラは、金属組織にクロム炭化物が多く含まれるためか、圧延工程での噴水による腐食傾向が大きいことが指摘されてきた。また、０．３％Ｃ−１３％Ｃｒ系の肉盛ローラは、耐摩耗性はよかったが焼付きのあることが難点とされている。
【０００４】
また、自溶合金被覆のものとしては、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｂ−Ｓｉ系のものがあったが、高速圧延操業でスリップを起こし、製品鋼板にスリップ傷を生成することが多かった。そのために、摩擦係数の向上によるスリップ防止が必要とされてきたが、十分な成果をあげているとはいえない現状である。
【０００５】
熱間圧延工場のホットランテーブルローラーとしては、赤熱した鋼板が数１０ｍ／秒の高速で走行するため、第一に耐摩耗性、とくに赤熱鋼板に対する耐摩耗性の高いことが必要である。
第二に、コイリングされる赤熱鋼板の走行速度とロールの表面速度が一致していることが、製品鋼板の表画傷を作らないために必要である。そのためにはロールが耐スリップ性に富むものでなければならない。すなわち、ロール表面の動摩擦係数の高いことが望ましい。
【０００６】
第三に、ロール表面に鋼板スケール等が付着してビルドアップが起こり、これがまた鋼板表面傷の生成をもたらすので、ロール材は耐焼付き性に優れたものでなければならない。
第四に、テーブルローラーには鋼板のデスケーリング、冷却などのための噴水がかかるので耐酸化性、耐食性に優れた材料であることが必要である。
【０００７】
また当然のことながら、ロール駆動力の低減、走行鋼板への追随性を向上させるためには、軽量なものであることが望ましい。
本発明は前記従来技術における問題点を解消し、熱延鋼板を作る熱間圧延工場のホットランテーブルローラーとして有用な、耐摩耗性、耐スリップ性、耐焼付き性に優れた搬送用ロールを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ロール表面に特定組成の自溶合金溶射皮膜を形成した構造が有効であることを知見し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
前記の知見に基づいてなされた本発明は、質量％でＣ：０．３〜１．５％、Ｓｉ：２．５〜４．５％、Ｃｒ：２〜２４％、Ｂ：２〜４．５％、Ｆｅ：４〜３０％（但し、Ｆｅ：４〜１０％を除く）、残部Ｎｉ、Ｃｏの一方または両方および不可避不純物からなる自溶合金溶着金属層をローラ表面に形成した耐摩耗性、耐スリップ性、耐焼付き性に優れた熱間圧延工場のホットランテーブルローラを要旨としている。
【００１０】
また本発明は、自溶合金溶着金属層がさらにＭｏおよびＣｕのうち１種以上を５質量％以下含有する場合、加えてさらに自溶合金溶着金属層がＷを１〜１５質量％含有する耐摩耗性、耐スリップ性、耐焼付き性に優れた搬送用ロールもその要旨である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の構成と作用を説明する。
本発明搬送用ロール表面の自溶合金溶着層は、溶射によって形成される。この自溶合金溶着層を構成する化学成分組成範囲は、ＪＩＳＨ８３０３、３〜５種の基本成分を参考として確定されている。
【００１２】
本発明の熱間圧延工場のホットランテーブルローラ表面の自溶合金溶着層の化学成分組成範囲は、質量％でＣ：０．３〜１．５％、Ｓｉ：２．５〜４．５％、Ｃｒ：２〜２４％、Ｂ：２〜４．５％、Ｆｅ：４〜３０％（但し、Ｆｅ：４〜１０％を除く）、残部Ｎｉ、Ｃｏの一方または両方および不可避不純物から構成されている。さらに、ＭｏおよびＣｕのうち１種以上を５質量％以下ならびにＷを１〜１５質量％含有させることも出来る。
【００１３】
前記成分のうち、Ｃ、Ｓｉ、Ｂは自溶性を付与するもので、Ｓｉ、Ｂが下限未満では再加熱時の溶融温度が高くなりすぎ、上限を超えると皮膜の強度、延性が低下する。Ｃは生成皮膜の硬さを決定するが、皮膜の耐摩耗性を高めるために、０．３％以上含有させると良好なことが確認された。しかし、１．５％超の添加は必要なく、溶融温度の点からも好ましくない。
【００１４】
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏは、皮膜金属のマトリックス組織としてオーステナイト相を形成させ、耐食性、耐熱性、耐摩耗性の観点からそれぞれの組成範囲が決められる。前記組成範囲未満ではこれらの特性が劣り、組成範囲を超えると高温割れ感受性などが大きくなるため、上限が限定された。Ｃ量は、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ量と相互作用があるため併行して検討の上選定されている。
【００１５】
Ｆｅの添加は、本発明に用いる自溶合金の大きな特徴であって、４〜３０％（但し、４〜１０％は除く）添加する。これにより、皮膜への焼付き性がいちじるしく改善されるとともに、高温での摩擦係数が上昇し、鋼板とローラとのスリップが少なくなることが確認された。しかし、多量に添加するとＦｅ成分による酸化が認められるので上限を３０％とした。
【００１６】
Ｍｏ５％以下、Ｗ１〜１５％の添加は耐摩耗性を高めるためのものであって、添加量が多い場合にはいずれも炭化物を生成し効果を発揮する。しかし上限値を超えると自溶合金の延性、靱性が低下する。またＭｏは高温強度を向上し、耐熱性を改善する効果も奏される。
【００１７】
Ｃｕの添加は耐食性向上のためで、とくにＮｉ基自溶合金の場合、マトリックス相にＣｕが固溶し、耐食性を高める効果が大きい。しかし、上限値を超えて添加すると、皮膜に高温ミクロ割れが発生して延性の低下をきたす。
【００１８】
溶射による皮膜の形成は、ガス溶射法、高速ガス溶射法、プラズマ溶射法のいずれでもよく、フュージングによる再溶融処理を行なうことにより、表面状態を平滑化することが出来る。形成する皮膜の厚さは１．５ｍｍ程度でよく、とくに厚くする必要はない。溶射前に行なう、ロール表面のショットブラスト、再溶融処理の後の研摩仕上げなどは、通常の工程の一貫として行なうことは言うまでもない。
【００１９】
【実施例】
本発明搬送用ロールの実施例について説明するが、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２０】
【表１】

【００２１】
表１に示す溶着合金成分となる溶射パウダーを用い、ガス溶射法で２８ｍｍφ×４０ｍｍ×７０ｍｍの棒状ＳＳ４００サンプル表面に、１．５ｍｍ厚さの溶射を行ない、ガスバーナーでほぼ１０５０℃加熱の再溶融処理を行なった。そして研摩により３０ｍｍφ径に仕上したサンプルについて、耐摩耗性の尺度となるショアー硬さと摩耗量の測定、スリップ性をみる摩擦係数の測定、摩擦による焼付き試験、５００℃加熱→水冷の繰返し法によるヒートチェック試験により熱衝撃性の判定、耐食性をみるＪＩＳＺ２３７１による塩水噴霧試験を行なった。
【００２２】
磨耗量の測定、摩擦係数の測定および焼付き試験は図１の試験装置を使用し、表２の試験条件で試験を行なった。その結果は表３に示すとおりである。
【００２３】
【表２】

【００２４】
表２において焼付き試験と摩擦係数測定とでは、回転数に１５０ｒｐｍの差があるのみで、試験時間に著しい差異がでているが、正確な理由は不明であるけれども、これは、回転数の増加と、試験片間の摩擦発熱割合が関連し、使用した試験片においては、この回転数間（５００〜６５０ｒｐｍ）に、焼付きの発生する臨界的条件があるのではないかと推測される。
【００２５】
【表３】

【００２６】
上記の結果から本発明例Ｎｏ．１〜５は総合的に優れていることがわかる。なお比較例のＮｏ．６は、同様に自溶合金溶射であるがＦｅが配合されておらず、Ｎｏ．７はＳＳ４００上に肉盛溶接したサンプル、Ｎｏ．８は従来ロールに模して砂型でサンプル形状に鋳造した鋳鉄の例である。
【００２７】
さらに本発明の優位性を、実操業の工場ロールで確認するため、Ｎ製鉄所の熱延工場のホットランテーブルに、表１のＮｏ．１タイプロールと、比較材として従来多用されてきたＮｏ．８タイプの鋳かけロールとを比較した。４１ヵ月供用後の摩耗量（径の細り）は、本発明例がいちじるしく小さいことがわかる。結果を表４に示す。
【００２８】

【００２９】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているから、焼付き、打ち傷等の発生もなく定期修理時のグラインダー手入れの不要なこと、摩耗量は０．１５ｍｍφ／年と少ないため、供用中のロールの高さレベルがほとんど変わらず、安定した通板操業性が得られ、レベル調整作業がほとんど不要なこと、ロールシェル厚みを薄くすることで約１００ｋｇのロール重量低減が可能となり、省エネルギー効果をもたらすことが確認され、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】テストピースの摩耗量等の試験測定装置の模式図である。
【図２】試験片部分の相互関係説明図である。
【符号の説明】
１モーター５テストプレート
２トルク変換機６ウエイト
３コンディショナー７テストピース
４ペンレコーダー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot run table roller of the hot rolling mills to make hot-rolled steel sheet.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, 1.3% C-13% Cr cast iron casting roller, 0.3% C-13% Cr overlay roller, etc. have been used as hot run table rollers in hot rolling mills. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
It has been pointed out that cast iron rollers have a large tendency to corrode due to fountains in the rolling process, probably because the metal structure contains a large amount of chromium carbide . Also, the 0.3% C-13% Cr-based cladding rollers, wear resistance was good there is a disadvantage that a seizure.
[0004]
Moreover, although there existed a Ni-Cr-B-Si type thing as a self-fluxing alloy covering thing, slip was raise | generated by the high-speed rolling operation and the slip flaw was produced | generated to the product steel plate in many cases. For this reason, it has been necessary to prevent slipping by improving the friction coefficient, but it cannot be said that sufficient results have been achieved.
[0005]
As a hot run table roller in a hot rolling mill, a red hot steel sheet travels at a high speed of several tens of meters / second, and therefore, firstly, it is necessary to have high wear resistance, particularly high resistance to the red hot steel sheet.
Second, it is necessary for the traveling speed of the red hot steel sheet to be coiled and the surface speed of the roll to coincide with each other in order to prevent surface defects on the product steel sheet. For this purpose, the roll must be rich in slip resistance. That is, it is desirable that the dynamic friction coefficient of the roll surface is high.
[0006]
Thirdly, a steel plate scale or the like adheres to the roll surface and build-up occurs, which also causes the production of steel plate surface flaws, so the roll material must be excellent in seizure resistance.
Fourth, since the table roller is sprayed with a fountain for descaling and cooling the steel plate, it is necessary to be a material excellent in oxidation resistance and corrosion resistance.
[0007]
Of course, in order to reduce the roll driving force and improve the followability to the traveling steel plate, it is desirable that the material is lightweight.
The present invention solves the problems in the prior art, and provides a transport roll excellent in wear resistance, slip resistance, and seizure resistance, which is useful as a hot run table roller in a hot rolling factory for producing a hot-rolled steel sheet. The purpose is that.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventors have conducted intensive research, and as a result, have found that a structure in which a self-fluxing alloy sprayed film having a specific composition is formed on the roll surface is effective, and have completed the present invention. It was.
[0009]
The present invention made on the basis of the above-mentioned knowledge is C: 0.3-1.5%, Si: 2.5-4.5%, Cr: 2-24%, B: 2-4. 5%, Fe: 4 to 30% (excluding Fe: 4 to 10% ), the wear resistance in which a self-fluxing alloy weld metal layer composed of one or both of Ni and Co and unavoidable impurities is formed on the roller surface. The hot run table roller of a hot rolling mill with excellent slip resistance and seizure resistance is the gist.
[0010]
In the present invention, the self-fluxing alloy weld metal layer further contains 5% by mass or less of one or more of Mo and Cu. In addition, the self-fluxing alloy weld metal layer further contains 1 to 15% by mass of W. The gist of the roll is also excellent in wear resistance, slip resistance, and seizure resistance.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The configuration and operation of the present invention will be described.
The self-fluxing alloy weld layer on the surface of the transport roll of the present invention is formed by thermal spraying. The chemical component composition range constituting the self-fluxing alloy weld layer is determined with reference to JIS H 8303, 3 to 5 basic components.
[0012]
The chemical component composition range of the self-fluxing alloy weld layer on the hot run table roller surface of the hot rolling mill of the present invention is C: 0.3-1.5%, Si: 2.5-4.5%, Cr: 2 to 24%, B: 2 to 4.5%, Fe: 4 to 30% (excluding Fe: 4 to 10% ), one or both of the balance Ni and Co, and inevitable impurities Yes. Further, one or more of Mo and Cu may be contained in an amount of 5% by mass or less and W in an amount of 1 to 15% by mass.
[0013]
Among the above components, C, Si, and B impart self-solubility. When Si and B are less than the lower limit, the melting temperature at the time of reheating becomes too high, and when the upper limit is exceeded, the strength and ductility of the film are lowered. C determines the hardness of the produced film, but it has been confirmed that it is good when it is contained in an amount of 0.3% or more in order to increase the wear resistance of the film. However, addition of more than 1.5% is not necessary, which is not preferable from the viewpoint of melting temperature.
[0014]
Ni, Cr, and Co form an austenite phase as a matrix structure of the coating metal, and each composition range is determined from the viewpoint of corrosion resistance, heat resistance, and wear resistance. If the composition range is less than the above range, these properties are inferior. If the composition range is exceeded, the hot cracking susceptibility and the like become large, so the upper limit is limited. The amount of C is selected after examination in parallel because it interacts with the amounts of Ni, Cr, and Co.
[0015]
The addition of Fe is a significant feature of the self-fluxing alloy used in the present invention, and is added in an amount of 4 to 30% (excluding 4 to 10%) . As a result, it was confirmed that the seizure property to the film was remarkably improved, the friction coefficient at a high temperature was increased, and the slip between the steel sheet and the roller was reduced. However, if added in a large amount, oxidation by the Fe component is observed, so the upper limit was made 30%.
[0016]
The addition of Mo 5% or less and W 1 to 15% is for enhancing the wear resistance, and when the addition amount is large, all generate carbides and exhibit the effect. However, if the upper limit is exceeded, the ductility and toughness of the self-fluxing alloy will be reduced. Mo also improves the high temperature strength and has the effect of improving heat resistance.
[0017]
The addition of Cu is for improving the corrosion resistance. In particular, in the case of a Ni-based self-fluxing alloy, Cu is dissolved in the matrix phase, and the effect of increasing the corrosion resistance is great. However, if added over the upper limit, high temperature microcracking occurs in the film, resulting in a decrease in ductility.
[0018]
Formation of the coating by thermal spraying may be any of gas spraying, high-speed gas spraying, and plasma spraying, and the surface state can be smoothed by performing remelting treatment by fusing. The thickness of the film to be formed may be about 1.5 mm and does not need to be particularly thick. Needless to say, shot blasting of the roll surface before the spraying and polishing finishing after the remelting treatment are performed as an integral part of the normal process.
[0019]
【Example】
Although the Example of this invention roll is demonstrated, this invention is not limited by this.
[0020]
[Table 1]

[0021]
Using the thermal spraying powder as the welding alloy component shown in Table 1, 1.5mm thick thermal spraying was performed on the surface of 28mmφ × 40mm × 70mm rod-shaped SS400 sample by gas spraying method, and remelting by heating at about 1050 ° C with a gas burner Processing was performed. For samples finished to a diameter of 30 mm by polishing, measurement of Shore hardness and wear amount, which is a measure of wear resistance, measurement of friction coefficient to observe slipping, seizure test by friction, 500 ° C. heating → water cooling repeated method A salt spray test according to JIS Z 2371 was conducted to determine thermal shock resistance and corrosion resistance by a heat check test.
[0022]
For the measurement of the amount of wear, the measurement of the friction coefficient, and the seizure test, the test apparatus shown in FIG. The results are as shown in Table 3.
[0023]
[Table 2]

[0024]
In Table 2, in the seizure test and the friction coefficient measurement, there is only a difference of 150 rpm in the number of revolutions, and there is a significant difference in the test time. The exact reason is unknown, but this is The increase is related to the rate of frictional heat generation between the test pieces, and it is assumed that there is a critical condition in which seizure occurs between the rotational speeds (500 to 650 rpm) in the used test piece.
[0025]
[Table 3]

[0026]
From the above results, Example No. of the present invention. It turns out that 1-5 is excellent comprehensively. The comparative example No. No. 6 is also a self-fluxing alloy spray, but Fe is not blended. 7 is a sample welded on SS400, No. 7 8 is an example of cast iron cast into a sample shape with a sand mold in the shape of a conventional roll.
[0027]
Furthermore, in order to confirm the superiority of the present invention with the factory roll of actual operation, No. 1 in Table 1 was added to the hot run table of the hot rolling factory of N Steel Works. No. 1 type roll and No. which has been widely used as a comparative material. Eight types of casting rolls were compared. It can be seen that the amount of wear (diameter narrowing) after 41 months of service is remarkably small in the example of the present invention. The results are shown in Table 4.
[0028]

[0029]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, there is no occurrence of seizures, scratches, etc., and there is no need for maintenance of the grinder at the time of periodic repair, and the wear amount is as small as 0.15 mmφ / year. The height level is almost the same, stable operability is obtained, level adjustment work is almost unnecessary, and the roll shell thickness can be reduced by reducing the roll shell thickness, resulting in an energy saving effect. It is confirmed that it is extremely useful in industry.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a test measurement device for the amount of wear of a test piece.
FIG. 2 is an explanatory view of the mutual relationship of test piece portions.
[Explanation of symbols]
1 Motor 5 Test Plate 2 Torque Converter 6 Weight 3 Conditioner 7 Test Piece 4 Pen Recorder

Claims

It is a hot run table roller of a hot rolling factory, and C: 0.3-1.5%, Si: 2.5-4.5%, Cr: 2-24%, B: 2-4. 5%, Fe: 4 to 30% ( excluding Fe: 4 to 10%) , the wear resistance formed by forming a self-fluxing alloy weld metal layer consisting of one or both of Ni and Co and unavoidable impurities on the roller surface Hot run table roller in a hot rolling mill with excellent slip resistance and seizure resistance.

The hot run table roller of a hot rolling mill excellent in wear resistance, slip resistance, and seizure resistance according to claim 1, wherein the self-fluxing alloy weld metal layer contains 5% by mass or less of at least one of Mo and Cu.

The hot run table roller of a hot rolling factory excellent in wear resistance, slip resistance and seizure resistance according to claim 1 or 2, wherein the self-fluxing alloy weld metal layer contains 1 to 15% by mass of W.