JPH05306426A - Centrifugally cast sleeve roll and its production - Google Patents
Centrifugally cast sleeve roll and its productionInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性、耐クラック
性、及び強靱性を兼備し、圧延用ロール等として用いて
好適な遠心鋳造製スリーブロールとその製造方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a centrifugally cast sleeve roll which has abrasion resistance, crack resistance and toughness and is suitable for use as a rolling roll and the like, and a method for producing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、例えばＨ形鋼用ユニバーサルミル
における圧延ロールには、外層材として特殊アダマイト
鋼、合金ダクタイル鋳鉄或いはニッケルグレーン鋳鉄等
の高硬度系の材料を用い、内層材として靱性に優れる球
状黒鉛鋼又はダクタイル鋳鉄を用いた複合スリーブが多
用されている。2. Description of the Related Art In recent years, for example, a rolling roll in a universal mill for H-section steel uses a high hardness material such as special adamite steel, alloy ductile cast iron or nickel grain cast iron as an outer layer material and has excellent toughness as an inner layer material. Composite sleeves made of spheroidal graphite steel or ductile cast iron are often used.
【０００３】前記複合スリーブは、周知の遠心力鋳造に
より鋳造され、所定の熱処理及び機械加工を経て、軸材
に焼嵌によりセットされ、一対組立ロールとされるのが
一般的である。The composite sleeve is generally cast by the well-known centrifugal casting method, subjected to a predetermined heat treatment and machining, and then set by shrink fitting on the shaft material to form a pair of assembly rolls.
【０００４】近年の圧延条件の苛酷化及び圧延における
生産性向上の要求から、より一層の耐摩耗性、耐クラッ
ク性及び強靱性を備えた圧延用ロールの提供が要求され
ている。Due to the recent demands for severer rolling conditions and improved productivity in rolling, it has been required to provide rolling rolls having more wear resistance, crack resistance and toughness.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】然しながら、前記複合
スリーブの外層材では、圧延側の要求レベル、チャンス
フリー等の長期継続使用に対しては、特に耐摩耗性の点
で限界があり、圧延側の将来構想に対し、ロールがネッ
クになっているのが実状である。従って、このような要
求に対処可能な現材質より著しく性能に優れた外層材の
開発が望まれている。However, the outer layer material of the composite sleeve has a limit in terms of wear resistance especially for long-term continuous use such as required level on the rolling side and chance-free. The reality is that the roll is a bottleneck to the future plan of. Therefore, there is a demand for the development of an outer layer material that is significantly superior in performance to the current material that can meet such requirements.
【０００６】また、内層材に関しても、例えばＨ形鋼圧
延における巾可変用ロール圧延等の高負荷圧延に対して
は、まだ強度が不十分で、巾薄サイズの圧延が困難等の
種々の制約を余儀なくされている。Also, regarding the inner layer material, the strength is still insufficient for high load rolling such as width-varying roll rolling in H-section steel rolling, and various restrictions such as difficulty in rolling thin size are difficult. Are forced to.
【０００７】このような状況から、例えば特開昭60-124
407 号、特開昭61-177355 号には、従来の遠心力鋳造ロ
ールの外層材として高Ｖ鋳鉄を用いることが提案されて
いる。然しながら、遠心力鋳造ロールの外層材として高
Ｖ鋳鉄を用いる圧延用ロールでは、比重の小さいＶ炭化
物が遠心分離し、ロール外層内の特性が肉厚方向で不均
一になる。この傾向は大型ロールで外層肉厚が大なるほ
ど著しく、実用ロールとしての使用に耐えることができ
ないという問題点がある。Under such circumstances, for example, JP-A-60-124
No. 407 and Japanese Patent Laid-Open No. 61-177355 propose to use high V cast iron as an outer layer material of a conventional centrifugal casting roll. However, in the rolling roll that uses high V cast iron as the outer layer material of the centrifugal force casting roll, V carbide having a small specific gravity is centrifugally separated, and the characteristics in the outer layer of the roll become uneven in the thickness direction. This tendency is remarkable as the outer layer thickness of the large roll increases, and there is a problem that the roll cannot be used as a practical roll.
【０００８】尚、特開昭58-87249号、特開平1-96355 号
公報には、高速度鋼なみに高合金化した鋳鋼、鋳鉄を用
いたロール材が提案されている。然しながら、特開昭58
-87249号は、遠心鋳造によらない小径の鋳物を対象とし
たもので問題にならない。また、特開平1-96355 号は、
特殊な鋳掛肉盛法、遠心力鋳造法以外の特殊な製造手法
しか適用できず、生産性、経済性の面で問題がある。Incidentally, Japanese Patent Laid-Open No. 58-87249 and Japanese Patent Laid-Open No. 1-96355 propose roll materials using cast steel and cast iron that are highly alloyed like high-speed steel. However, JP-A-58
-87249 is intended for small-diameter castings that are not produced by centrifugal casting and is not a problem. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 1-96355 discloses
Only special manufacturing methods other than the special in-process surfacing method and centrifugal casting method can be applied, and there are problems in terms of productivity and economy.
【０００９】即ち、圧延用ロールの製造に際し、ロール
外層にＶを多量に含有させることにより、耐摩耗性を著
しく向上させることは可能であるが、複合ロール製造時
に生産性、経済性が最も優れているとして一般に実施さ
れている遠心力鋳造法を採用した場合には、炭化物の遠
心分離を生じ、所定の特性を均一に得られないという問
題点がある。That is, when a rolling roll is manufactured, it is possible to remarkably improve the wear resistance by adding a large amount of V to the outer layer of the rolling roll, but the productivity and the economical efficiency are most excellent at the time of manufacturing the composite roll. However, when the centrifugal casting method which is generally carried out is adopted, there is a problem in that carbides are centrifugally separated and predetermined characteristics cannot be obtained uniformly.
【００１０】本発明は、外層を形成する合金成分を適正
化し、炭化物組成を限定することにより、遠心力作用下
でも偏析の生じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外
層材を使用するとともに、内層材に強靱性に富む黒鉛鋼
を使用し、外層と内層を冶金学的に完全に結合させて一
体とした遠心鋳造製スリーブロールを提供することを目
的とする。The present invention uses an outer layer material having uniform wear resistance and crack resistance which does not cause segregation even under the action of centrifugal force by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition. An object of the present invention is to provide a centrifugally cast sleeve roll, which is made of graphite steel having high toughness as the inner layer material, and which is formed by completely metallurgically joining the outer layer and the inner layer.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、外層材と、該外層材と溶着一体化した黒鉛鋼の内層
材とからなる遠心鋳造製スリーブロールであって、該外
層材が、 Ｃ：1.0 〜 3.5％，Ｓｉ：2.0 ％以下，Ｍｎ：2.0 ％以
下， Ｃｒ：12.0％以下，Ｍｏ：8.0 ％以下，Ｖ：3.0 〜10.0
％， Ｎｂ：0.6 〜7.0 ％ を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなり、該内
層材が、 Ｃ：1.0 〜2.0 ％，Ｓｉ：1.6 〜2.4 ％，Ｍｎ：0.2 〜
1.0 ％， Ｐ：0.05％以下，Ｓ：0.03％以下，Ｎｉ：0.7 ％以下， Ｃｒ：3.5 ％以下，Ｍｏ：3.0 ％以下 を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなるように
したものである。The present invention according to claim 1 is a centrifugally cast sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of graphite steel fused and integrated with the outer layer material. Material: C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn: 2.0% or less, Cr: 12.0% or less, Mo: 8.0% or less, V: 3.0 to 10.0
%, Nb: 0.6 to 7.0%, the balance Fe and unavoidable impurities, and the inner layer material is C: 1.0 to 2.0%, Si: 1.6 to 2.4%, Mn: 0.2 to
1.0%, P: 0.05% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.7% or less, Cr: 3.5% or less, Mo: 3.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities. ..
【００１２】請求項２に記載の本発明は、外層材と、該
外層材と溶着一体化した黒鉛鋼の内層材とからなる遠心
鋳造製スリーブロールであって、該外層材が、 Ｃ：1.0 〜 3.5％，Ｓｉ：2.0 ％以下，Ｍｎ：2.0 ％以
下， Ｃｒ：12.0％以下，Ｍｏ：8.0 ％以下，Ｖ：3.0 〜10.0
％， Ｎｂ：0.6 〜7.0 ％ 更に Ｎｉ：8.0 ％以下，Ｃｏ：10.0％以下のうちから選ばれ
た１種以上 を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなり、該内
層材が、 Ｃ：1.0 〜2.0 ％，Ｓｉ：1.6 〜2.4 ％，Ｍｎ：0.2 〜
1.0 ％， Ｐ：0.05％以下，Ｓ：0.03％以下，Ｎｉ：0.7 ％以下， Ｃｒ：3.5 ％以下，Ｍｏ：3.0 ％以下 を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなるように
したものである。The present invention according to claim 2 is a centrifugally cast sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of graphite steel fused and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 1.0. ~ 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn: 2.0% or less, Cr: 12.0% or less, Mo: 8.0% or less, V: 3.0 to 10.0
%, Nb: 0.6 to 7.0%, Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, and at least one element selected from the group consisting of Fe and unavoidable impurities. ~ 2.0%, Si: 1.6 ~ 2.4%, Mn: 0.2 ~
1.0%, P: 0.05% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.7% or less, Cr: 3.5% or less, Mo: 3.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities. ..
【００１３】請求項３に記載の本発明は、外層材と、該
外層材と溶着一体化した黒鉛鋼の内層材とからなる遠心
鋳造製スリーブロールであって、該外層材が、 Ｃ：1.0 〜 3.5％，Ｓｉ：2.0 ％以下，Ｍｎ：2.0 ％以
下， Ｃｒ：12.0％以下，Ｍｏ：8.0 ％以下，Ｖ：3.0 〜10.0
％， Ｎｂ：0.6 〜7.0 ％ 更に Ｎｉ：8.0 ％以下，Ｃｏ：10.0％以下，Ｃｕ：2.0 ％以
下， Ｔｉ：2.0 ％以下，Ｚｒ：2.0 ％以下，Ｗ：1.0 ％以
下， Ｂ：0.1 ％以下のうちから選ばれた１種又は２種以上 を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなり、該内
層材が、 Ｃ：1.0 〜2.0 ％，Ｓｉ：1.6 〜2.4 ％，Ｍｎ：0.2 〜
1.0 ％， Ｐ：0.05％以下，Ｓ：0.03％以下，Ｎｉ：0.7 ％以下， Ｃｒ：3.5 ％以下，Ｍｏ：3.0 ％以下 を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなるように
したものである。The present invention according to claim 3 is a centrifugally cast sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of graphite steel fused and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 1.0. ~ 3.5%, Si: 2.0% or less, Mn: 2.0% or less, Cr: 12.0% or less, Mo: 8.0% or less, V: 3.0 to 10.0
%, Nb: 0.6 to 7.0%, Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, Cu: 2.0% or less, Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less, W: 1.0% or less, B: 0.1% or less. One or two or more selected from among the above, the balance Fe and unavoidable impurities, and the inner layer material is C: 1.0-2.0%, Si: 1.6-2.4%, Mn: 0.2-
1.0%, P: 0.05% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.7% or less, Cr: 3.5% or less, Mo: 3.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities. ..
【００１４】請求項４に記載の本発明は、請求項１〜３
のいずれかに記載の遠心鋳造製スリーブロールにおい
て、更に外層材が下記(1) 式と(2) 式を満足するように
したものである。 Ｖ＋1.8 Ｎｂ≦ 7.5Ｃ−6.0 ％ …(1) 0.2 ≦ Ｎｂ／Ｖ ≦ 0.8 …(2)The present invention as set forth in claim 4 is based on claims 1 to 3.
The centrifugally cast sleeve roll according to any one of items 1 to 3, wherein the outer layer material further satisfies the following expressions (1) and (2). V + 1.8 Nb ≤ 7.5 C-6.0% (1) 0.2 ≤ Nb / V ≤ 0.8 (2)
【００１５】請求項５に記載の本発明は、請求項１〜４
のいずれかに記載の遠心鋳造製スリーブロールを製造す
るに際し、内層への外層混入比を5 〜35％の範囲に規制
するようにしたものである。The present invention according to claim 5 provides claims 1 to 4.
When manufacturing the sleeve roll made by centrifugal casting according to any one of 1 to 3, the mixing ratio of the outer layer to the inner layer is regulated within the range of 5 to 35%.
【００１６】[0016]
(A) 外層材における合金元素の限定理由 Ｃ：1.0 〜3.5 ％ Ｃはロール外層材の耐摩耗性を向上する硬い炭化物を形
成するための必須元素で1.0 ％以上必要であるが、3.5
％を越えると耐クラック性が著しく低下するため上限を
3.5 ％とする。(A) Reasons for limiting alloying elements in the outer layer material C: 1.0 to 3.5% C is an essential element for forming hard carbide that improves the wear resistance of the outer layer material of the roll and is required to be 1.0% or more.
%, The crack resistance will drop significantly, so the upper limit is
3.5%
【００１７】Ｓｉ：2.0 ％以下 Ｓｉは脱酸剤及び鋳造性の確保に必要な元素で添加する
が、2.0 ％を越えると耐クラック性を低下するため上限
を2.0 ％とする。Si: 2.0% or less Si is added as a deoxidizing agent and an element necessary for securing castability, but if it exceeds 2.0%, the crack resistance decreases, so the upper limit is made 2.0%.
【００１８】Ｍｎ：2.0 ％以下 Ｍｎも上記Ｓｉと同様必要であるが、2.0 ％を越えると
耐クラック性が低下するため好ましくなく上限を2.0 ％
とする。Mn: 2.0% or less Mn is also necessary as in the case of Si, but if it exceeds 2.0%, crack resistance is deteriorated, which is not preferable and the upper limit is 2.0%.
And
【００１９】Ｃｒ：12.0％以下 Ｃｒは炭化物を形成し、耐摩耗性を向上するために必要
な元素であるが、12.0％を越えると本発明が対象とする
Ｖ，Ｎｂを添加した場合には耐摩耗性が劣化するため上
限を12.0％とする。Cr: 12.0% or less Cr is an element necessary for forming carbides and improving wear resistance, but if it exceeds 12.0%, when V and Nb, which are the objects of the present invention, are added. The wear resistance deteriorates, so the upper limit is 12.0%.
【００２０】Ｍｏ：8.0 ％以下 ＭｏはＣｒと同様に炭化物を形成して耐摩耗性の向上に
有効であるとともに、基地の焼入性、焼もどし軟化抵抗
を向上し、基地組織の強化に有効であるが、8.0 ％を越
えると耐クラック性が低下するため、上限を8.0 ％をす
る。Mo: 8.0% or less Mo forms a carbide like Cr and is effective in improving wear resistance, and is also effective in improving the hardenability and temper softening resistance of the matrix and strengthening the matrix structure. However, if it exceeds 8.0%, the crack resistance decreases, so the upper limit is made 8.0%.
【００２１】Ｎｉ：8.0 ％以下、Ｃｏ：10.0％以下 Ｎｉは焼入れ性を向上し、基地組織を強化するために添
加するが、8.0 ％を越えると残留γの存在等不安定な組
織を形成するため好ましくなく、上限を 8.0％とする。Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less Ni is added to improve hardenability and strengthen the matrix structure, but if it exceeds 8.0%, an unstable structure such as the presence of residual γ is formed. Therefore, it is not preferable, and the upper limit is 8.0%.
【００２２】Ｃｏは高温における組織を安定化させるた
めに添加するが、10.0％を越えるとその耐熱性向上効果
が飽和するため経済性の点から上限を10.0％とする。Co is added to stabilize the structure at high temperature, but if it exceeds 10.0%, its heat resistance improving effect is saturated, so the upper limit is made 10.0% from the economical point of view.
【００２３】Ｃｕ：2.0 ％以下、Ｗ：1.0 ％以下 Ｃｕ、Ｗはともに基地組織を強化し、高温硬さを向上す
るため添加するが、Ｃｕは 2.0％を越えるとロールの表
面性状を劣化するとともに耐摩耗性、耐クラック性を低
下するため上限を 2.0％とし、Ｗは比重の大きな元素で
あり過剰に添加すると遠心分離によるＶ系炭化物の偏析
を助長するため上限を 1.0％とする。Cu: 2.0% or less, W: 1.0% or less Both Cu and W are added in order to strengthen the matrix structure and improve high temperature hardness, but if Cu exceeds 2.0%, the surface properties of the roll deteriorate. At the same time, the upper limit is set to 2.0% in order to reduce wear resistance and crack resistance, and W is an element having a large specific gravity, and if added in excess, it promotes segregation of V-based carbide due to centrifugation, so the upper limit is set to 1.0%.
【００２４】 Ｔｉ： 2.0％以下、Ｚｒ：2.0 ％以下、Ｂ：0.1 ％以下 Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂはともに粗大な共晶炭化物の形成を抑制
し、耐摩耗性、耐クラック性を向上するため添加する
が、ＴｉとＺｒは 2.0％を越えるとＶ，Ｎｂ複合炭化物
の形状を劣化し逆に耐摩耗性を低下するため上限を 2.0
％とし、Ｂは0.1％を越えると粒界に偏析して耐クラッ
ク性を低下するので上限を 0.1％とする。Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less, B: 0.1% or less Ti, Zr, and B are added to suppress the formation of coarse eutectic carbides and improve wear resistance and crack resistance. However, if the content of Ti and Zr exceeds 2.0%, the shape of the V and Nb compound carbide deteriorates and conversely wear resistance decreases, so the upper limit is 2.0.
%, And if B exceeds 0.1%, it segregates at the grain boundaries to reduce crack resistance, so the upper limit is made 0.1%.
【００２５】Ｖ：3.0 〜10.0％、Ｎｂ：0.6 〜7.0 ％ Ｖ、Ｎｂは本発明における最も重要な必須元素であり、
これらの複合添加と含有量制限条件が本発明の最大の特
徴である。V: 3.0-10.0%, Nb: 0.6-7.0% V, Nb is the most important essential element in the present invention,
These combined additions and content limiting conditions are the greatest features of the present invention.
【００２６】Ｖは耐摩耗性の向上に最も有効な硬いＭＣ
又はＭ4 Ｃ3 炭化物を形成するための必須元素で、その
効果を発揮するためには3.0 ％以上必要であるが、10.0
％を越えると耐クラック性の低下、製造上の問題を生じ
るため上限を10.0％とする。V is a hard MC that is most effective in improving wear resistance.
Or, it is an essential element for forming M 4 C 3 carbide, and 3.0% or more is necessary to exert its effect.
%, The crack resistance is lowered and manufacturing problems occur, so the upper limit is made 10.0%.
【００２７】ＮｂもＶと同様耐摩耗性に有効な硬いＭＣ
型炭化物を形成するが、単独添加では粗大な塊状炭化物
となりその効果が得られないだけでなく耐クラック性が
問題となる。Nb, like V, is a hard MC that is effective for wear resistance.
Formed carbides are formed, but if added alone, they become coarse lumpy carbides and their effect cannot be obtained, and crack resistance becomes a problem.
【００２８】尚、本発明の外層材にあっては、上述のＮ
ｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｗ、Ｂを必ずしも含有す
ることを要しない。In the outer layer material of the present invention, the above N
It is not always necessary to contain i, Co, Cu, Ti, Zr, W, and B.
【００２９】更に、本発明の外層材において、ＶとＮｂ
を複合添加した場合の母材硬さに及ぼすＣ量との関係、
及び遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に起因する外
層、内層間の熱間摩耗比、熱衝撃試験におけるクラック
の最大深さとＮｂ，Ｖの含有量比Ｎｂ／Ｖとの関係を調
べた結果をそれぞれ図１〜図４及び図５〜図８に示す。Further, in the outer layer material of the present invention, V and Nb
Relationship with the amount of C on the hardness of the base metal when adding
And the results of examining the relationship between the outer layer and inner layer hot wear ratio due to the carbide distribution of the centrifugally cast ring material, the maximum crack depth in the thermal shock test, and the Nb, V content ratio Nb / V. These are shown in FIGS. 1 to 4 and 5 to 8, respectively.
【００３０】図１〜図４から耐摩耗熱間圧延用ロールと
して必要な硬さＨs 75以上を得るためには Ｖ＋1.8 Ｎ
ｂ≦7.5 Ｃ−6.0 （％）を満足する必要があることが明
らかとなった。From FIGS. 1 to 4, in order to obtain the hardness Hs 75 or more required for the wear-resistant hot rolling roll, V + 1.8 N
It became clear that it was necessary to satisfy b ≦ 7.5 C-6.0 (%).
【００３１】尚、図１の実験は、Ｓｉ：0.5 ％，Ｍｎ：
0.5 ％, Ｃｒ：6.8 ％，Ｍｏ：3.2％ を含有し、Ｃ，
Ｖ，Ｎｂを変化させた溶湯を鋳造した25mmＹ／ブロック
について1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施
した試料を用い、図２の実験はＳｉ：0.5 ％、Ｍｎ：0.
5 ％、Ｎｉ： 2.7％，Ｃｒ：7.2 ％，Ｍｏ：3.5 ％を含
有し、Ｃ，Ｖ，Ｎｂを変化させた溶湯を鋳造した25mmＹ
−ブロックについて1000℃焼ならし処理、 550℃焼もど
し処理を施した試料を用い、図３の実験は、Ｓｉ：0.4
％，Ｍｎ：0.4 ％，Ｎｉ： 1.5％，Ｃｒ：5.7 ％，Ｍ
ｏ：2.8 ％、Ｃｏ： 3.2％を含有し、Ｃ，Ｖ，Ｎｂを変
化させた溶湯を鋳造した25mmＹ−ブロックについて1050
℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施した試料を用
い、図４の実験は、Ｓｉ：0.3 ％，Ｍｎ：0.4 ％，Ｃ
ｒ：6.0 ％，Ｍｏ：3.2 ％，Ｃｏ： 4.1％を含有し、
Ｃ，Ｖ，Ｎｂを変化させた溶湯を鋳造した25mmＹ−ブロ
ックについて1050℃焼入れ処理、550 ℃焼もどし処理を
施した試料を用いた。In the experiment of FIG. 1, Si: 0.5%, Mn:
0.5%, Cr: 6.8%, Mo: 3.2%, C,
A sample of 25 mm Y / block obtained by casting a molten metal in which V and Nb were changed was subjected to a normalizing treatment at 1000 ° C and a tempering treatment at 550 ° C. In the experiment of Fig. 2, Si: 0.5%, Mn: 0.
25mmY containing a molten metal containing 5%, Ni: 2.7%, Cr: 7.2%, Mo: 3.5% and varying C, V, Nb.
-For the block, the sample subjected to 1000 ° C normalizing treatment and 550 ° C tempering treatment was used.
%, Mn: 0.4%, Ni: 1.5%, Cr: 5.7%, M
1050 for a 25 mm Y-block cast from a melt containing o: 2.8% and Co: 3.2% and varying C, V and Nb.
Using a sample that has been subjected to a ℃ normalizing treatment and a 550 ℃ tempering treatment, the experiment of FIG. 4 shows that Si: 0.3%, Mn: 0.4%, C
Contains r: 6.0%, Mo: 3.2%, Co: 4.1%,
A 25 mm Y-block obtained by casting a molten metal having different C, V, and Nb was subjected to 1050 ° C. quenching treatment and 550 ° C. tempering treatment.
【００３２】また、図５〜図８から遠心力鋳造法で製造
した場合にも均一な外層材を得ることができ、且つ耐ク
ラック性を損なわないためには 0.2 ≦ Ｎｂ／Ｖ ≦ 0.8 を満足する必要があることが明らかとなった。Further, in order to obtain a uniform outer layer material even when manufactured by the centrifugal casting method from FIGS. 5 to 8 and not to impair the crack resistance, 0.2 ≦ Nb / V ≦ 0.8 is satisfied. It became clear that it was necessary to do.
【００３３】尚、図５〜図８において、「摩耗比（内層
／外層）」は、リング材の内層側から採取した試験片の
摩耗量（Ｉｗ）と外層側から採取した試験片の摩耗量
（Ｏｗ）との比（Ｉｗ／Ｏｗ）であり、「熱衝撃クラッ
ク最大深さ」は、熱衝撃試験で発生したクラックの最大
深さである。5 to 8, "wear ratio (inner layer / outer layer)" means the wear amount (Iw) of the test piece taken from the inner layer side of the ring material and the wear amount of the test piece taken from the outer layer side. It is a ratio (Iw / Ow) with respect to (Ow), and the “maximum depth of thermal shock crack” is the maximum depth of cracks generated in the thermal shock test.
【００３４】また、図５の実験は、Ｃ：2.5 ％，Ｓｉ：
0.5 ％，Ｍｎ：0.5 ％，Ｃｒ：6.5％，Ｍｏ：3.5 ％，
Ｖ： 5.4％，Ｎｂ：0 〜8.0 ％を含有する溶湯を遠心力
鋳造（140 Ｇ）して得た肉厚100mm のリングサンプルに
ついて1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施し
た試料を用い、図６の実験は、Ｃ：2.7 ％，Ｓｉ：0.6
％，Ｍｎ：0.5 ％，Ｎｉ：3.2 ％，Ｃｒ：7.4 ％，Ｍ
ｏ：3.7 ％，Ｖ： 5.8％，Ｎｂ：0 〜7.5 ％を含有する
溶湯を遠心力鋳造（140 Ｇ）して得た肉厚100mmのリン
グサンプルについて1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もど
し処理を施した試料を用い、図７の実験は、Ｃ：2.3
％，Ｓｉ：0.4 ％，Ｍｎ：0.5 ％，Ｎｉ：0.5 ％，Ｃ
ｒ：5.5 ％，Ｍｏ：3.2 ％，Ｖ： 5.4％，Ｃｏ： 5.2
％，Ｎｂ：0 〜7.2 ％を含有する溶湯を遠心力鋳造（14
0 Ｇ）して得た肉厚100mm のリングサンプルについて10
50℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施した試料を
用い、図８の実験は、Ｃ：2.2 ％，Ｓｉ：0.3 ％，Ｍ
ｎ：0.4 ％，Ｃｒ：6.0 ％，Ｍｏ：3.2 ％，Ｖ： 5.1
％，Ｃｏ： 4.1％，Ｎｂ：0 〜6.0 ％を含有する溶湯を
遠心力鋳造（140 Ｇ）して得た肉厚100mm のリングサン
プルについて1050℃焼入れ処理、550 ℃焼もどし処理を
施した試料を用いた。In the experiment of FIG. 5, C: 2.5%, Si:
0.5%, Mn: 0.5%, Cr: 6.5%, Mo: 3.5%,
V: 5.4%, Nb: 0 to 8.0% molten metal centrifugally cast (140 G) to obtain a ring sample with a wall thickness of 100 mm, which was subjected to normalizing treatment at 1000 ° C and tempering treatment at 550 ° C In the experiment of FIG. 6, C: 2.7%, Si: 0.6
%, Mn: 0.5%, Ni: 3.2%, Cr: 7.4%, M
A ring sample with a wall thickness of 100 mm obtained by centrifugal casting (140 G) of a molten metal containing o: 3.7%, V: 5.8% and Nb: 0 to 7.5% was tempered at 1000 ° C and tempered at 550 ° C. Using the treated sample, the experiment of FIG.
%, Si: 0.4%, Mn: 0.5%, Ni: 0.5%, C
r: 5.5%, Mo: 3.2%, V: 5.4%, Co: 5.2
%, Nb: 0-7.2% melt containing centrifugal force (14
0) The ring sample with a wall thickness of 100 mm obtained by
Using a sample that has been subjected to a 50 ° C. normalization treatment and a 550 ° C. tempering process, the experiment of FIG. 8 shows that C: 2.2%, Si: 0.3%, M
n: 0.4%, Cr: 6.0%, Mo: 3.2%, V: 5.1
%, Co: 4.1%, Nb: 0-6.0% molten metal was centrifugally cast (140 G) to obtain a ring sample with a wall thickness of 100 mm, which was quenched at 1050 ° C and tempered at 550 ° C. Was used.
【００３５】そして、摩耗試験は、φ190 ×15の相手材
とφ50×10の試験材の２円盤のすべり摩耗方式で相手材
を800 ℃に加熱し、荷重100kgfで圧接した状態で試験材
を800rpmで回転させ、すべり率3.9 ％として120 分後の
摩耗減量を測定して行なった。The wear test was conducted by heating the mating material to 800 ° C. by the sliding wear method of a two-disk disc of a mating material of φ190 × 15 and a test material of φ50 × 10, and pressing the test material at 800 rpm under a pressure of 100 kgf. Rotation was performed at a slip rate of 3.9%, and the wear loss after 120 minutes was measured.
【００３６】また、熱衝撃試験は、1200rpm で回転して
いるローラーに55×40×15の板状試験片を圧接する方式
で、荷重150kgf、接触時間15ｓの条件で行ない、試験片
に発生したクラック長さを測定した。The thermal shock test was carried out by pressing a 55 × 40 × 15 plate test piece against a roller rotating at 1200 rpm under the conditions of a load of 150 kgf and a contact time of 15 s, and the test piece was generated. The crack length was measured.
【００３７】更に、本発明の外層材に施す熱処理条件と
しては、1000〜1150℃でオーステナイト化した後、冷却
後の組織がベイナイトになるように制御冷却する。従っ
て、対象とするロール材の組成、形状、サイズにより冷
却条件は異なるものとなる。上述の図１〜図４、図５〜
図８の実験では、被熱処理材のサイズが小さいので、焼
きならし（オーステナイト化後空冷）、焼入れ（オース
テナイト化後急冷）の両処理とも可能となっている。
尚、焼もどしは 500〜 600℃の範囲で最適条件を選んで
実施する。Further, as the heat treatment conditions applied to the outer layer material of the present invention, after austenitizing at 1000 to 1150 ° C., controlled cooling is performed so that the structure after cooling becomes bainite. Therefore, the cooling conditions differ depending on the composition, shape, and size of the target roll material. 1 to 4 and 5 described above
In the experiment of FIG. 8, since the size of the material to be heat treated is small, both normalizing (air cooling after austenitizing) and quenching (rapid cooling after austenizing) are possible.
In addition, tempering is performed by selecting the optimum conditions in the range of 500 to 600 ° C.
【００３８】(B) 内層材における合金元素の限定理由 複合ロールにおいては、外層と内層を冶金的に結合させ
るために、外層内面側と内層を混合させることが不可欠
である。然しながら、内層の機能である優れた強靱性を
損なうまで過度に外層を混入させてはならない。このた
め、鋳造条件を選定し、内層部への外層の混入比（内層
材中に混入した外層材重量が、全内層材溶湯重量に対し
てなす重量％）を適切な範囲に保つことが極めて重要で
ある。本発明では、この範囲を5 〜35％に規制するのが
最適であることを見出した。即ち、 5％以下では、遠心
力分離によって外層最内面に形成されたＣ、Ｓｉの濃厚
偏析層が完全に洗われずに残留するため、境界層の健全
性を確保できない。また、35％を越えると、外層成分の
うち、内層黒鉛鋼の特性を特に劣化させるＣｒ、Ｃが多
量に混入し、凝固後の内層組織が高Ｃ−Ｃｒ系となり、
内層の黒鉛形状不良及び著しい白銑化を招き、その機能
が減退する。(B) Reasons for limiting alloying elements in the inner layer material In the composite roll, it is essential to mix the inner surface of the outer layer with the inner layer in order to metallurgically bond the outer layer and the inner layer. However, the outer layer should not be excessively mixed in until the excellent toughness, which is a function of the inner layer, is impaired. For this reason, it is extremely important to select the casting conditions and keep the mixing ratio of the outer layer to the inner layer part (the weight of the outer layer material mixed in the inner layer material to the total weight of the inner layer material is in an appropriate range). is important. In the present invention, it has been found that it is optimal to regulate this range to 5 to 35%. That is, if it is 5% or less, the dense segregation layer of C and Si formed on the innermost surface of the outer layer by centrifugal separation remains without being completely washed, so that the soundness of the boundary layer cannot be ensured. On the other hand, if it exceeds 35%, a large amount of Cr and C among the components of the outer layer, which particularly deteriorate the properties of the inner layer graphite steel, are mixed in, and the inner layer structure after solidification becomes a high C-Cr system,
This leads to poor graphite shape of the inner layer and marked white pig iron, and its function deteriorates.
【００３９】従って、外層混入比を前記5 〜35％の範囲
で規制し、これによる成分上昇を考慮して凝固後の内層
組成が、下記範囲を満足するように溶湯の化学組成を選
択する必要がある。Therefore, it is necessary to regulate the mixing ratio of the outer layer within the above range of 5 to 35% and select the chemical composition of the molten metal so that the composition of the inner layer after solidification satisfies the following range in consideration of the increase of the components. There is.
【００４０】Ｃ：1.0 〜2.0 ％ Ｃは黒鉛鋼材質の場合、基地中に溶け込んで強度を確保
するとともに、一部グラファイトとなって、収縮巣やガ
ス欠陥の発生を抑止する作用がある。Ｃ含有量が1.0 ％
未満ではその効果が不十分であり、一方、2.0 ％を越え
ると、Ｃは炭化物生成元素でもあるために炭化物が多く
なり強靱性が劣化する。よって、Ｃは1.0 〜2.0 ％と規
定する。C: 1.0 to 2.0% C is a graphite steel material, which melts into the matrix to secure the strength and acts as a part of graphite to suppress the generation of shrinkage cavities and gas defects. C content is 1.0%
If it is less than 2.0%, the effect is insufficient. On the other hand, if it exceeds 2.0%, since C is also a carbide-forming element, the amount of carbides increases and the toughness deteriorates. Therefore, C is defined as 1.0 to 2.0%.
【００４１】Ｓｉ：1.6 〜2.4 ％ Ｓｉはグラファイトを晶出させる効果があるが、1.6 ％
未満ではその効果が期待できず、2.4 ％を越えると、フ
ェライト中に溶け込んだＳｉが材質強度を劣化するの
で、1.6 〜2.4 ％の範囲とする。Si: 1.6-2.4% Si has the effect of crystallizing graphite, but 1.6%
If it is less than 2.4%, the effect cannot be expected, and if it exceeds 2.4%, Si dissolved in the ferrite deteriorates the material strength, so the range is 1.6 to 2.4%.
【００４２】Ｍｎ：0.2 ％〜1.0 ％ Ｍｎは材質強度を向上させる効果があるが、多過ぎた場
合の粒界への偏析が靱性を劣化させることを考慮して、
0.2 ％〜1.0 ％の範囲とする。Mn: 0.2% to 1.0% Mn has the effect of improving the material strength, but considering that segregation at the grain boundaries when it is too much deteriorates the toughness,
The range is 0.2% to 1.0%.
【００４３】Ｐ：0.05％以下 Ｐは溶湯の流動性を増加させるが、材質を脆弱にするた
め低いほど良く、好ましくは0.05％以下とする。P: 0.05% or less P increases the fluidity of the molten metal, but lowers it because it makes the material brittle, and is preferably 0.05% or less.
【００４４】Ｓ：0.03％以下 ＳはＰと同様に材質を脆弱にするため、その含有量は低
いほど良く、0.03％以下とする。S: 0.03% or less S, like P, weakens the material, so the lower the content, the better, and 0.03% or less.
【００４５】Ｎｉ：0.7 ％以下 Ｎｉは強度及び靱性の確保に有効であるが、0.7 ％を越
えるとコストアップになるため、必要かつ十分な0.7 ％
以下とした。Ni: 0.7% or less Ni is effective in securing strength and toughness, but if it exceeds 0.7%, the cost increases, so it is necessary and sufficient 0.7%.
Below.
【００４６】Ｃｒ：3.5 ％以下 Ｃｒは強靱性を劣化させるために低い方が望ましいが外
層のＣｒ混入を完全に防止できないため、鋳込み前の溶
湯でのＣｒ含有量は1.0 ％未満とし、外層から再溶解拡
散されて入ってくるＣｒ％との合計で、結果的に3.5 ％
以下となるものである。Cr: 3.5% or less Since Cr deteriorates the toughness, it is preferable that the content of Cr is low, but it is impossible to completely prevent mixing of Cr in the outer layer. Therefore, the Cr content in the molten metal before casting should be less than 1.0%. 3.5% as a result of the total of Cr% that is redissolved and diffused
It is as follows.
【００４７】Ｍｏ：3.0 ％以下 ＭｏはＮｉと同様に強靱性確保の点で重要な元素である
が、3.0 ％を越えても、添加量の割には効果が得られな
いので、経済性を考慮して3.0 ％以下とする。Mo: 3.0% or less Mo is an important element in securing toughness like Ni, but if it exceeds 3.0%, no effect is obtained for the added amount, so that economical efficiency is improved. Considering this, the amount should be 3.0% or less.
【００４８】また、脱酸剤としてＡｌ、Ｔｉ、Ｚｒ等を
0.1 ％以下使用することもできる。Al, Ti, Zr, etc. are used as deoxidizing agents.
It is also possible to use less than 0.1%.
【００４９】凝固後の内層組成が前記範囲に満足するこ
とにより、内層材として用いる黒鉛鋼の機能が得られる
が、本発明の場合、外層から混入するＶ及びＮｂの含有
により、複合ロール内層としての一般の黒鉛鋼に比べ、
機械的性質が更に向上するという利点がある。When the composition of the inner layer after solidification is within the above range, the function of the graphite steel used as the inner layer material can be obtained. However, in the present invention, the content of V and Nb mixed from the outer layer results in a composite roll inner layer. Compared to general graphite steel
There is an advantage that the mechanical properties are further improved.
【００５０】これは、凝固後の内層組織を前記範囲に保
つことにより、炭化物の生成が抑制されることに加え、
結晶粒微細化作用を有し、かつ焼入性向上元素であるＶ
及びＮｂが適量含有するため、高温熱処理によって炭化
物の極めて少ない微細なベイナイト基地組織が得られる
ためである。This is because the formation of carbides is suppressed by keeping the inner layer structure after solidification within the above range,
V which has a grain refining effect and is a hardenability improving element
And Nb are contained in appropriate amounts, and a fine bainite matrix structure with extremely few carbides can be obtained by high temperature heat treatment.
【００５１】この効果により、従来より更に高負荷圧延
にも使用可能となる他、内層の肉厚を薄くすることが可
能になる。この利点は、例えばＨ型鋼圧延におけるフラ
ンジ脚長の大きい製品を圧延する場合に、極めて有利で
ある。該製品の圧延に用いるロールは、厚い外層厚を必
要とする分、内層厚が薄くなるため、割損の危険を伴
う。従って、従来の実用ロールでは、複合タイプではな
く鋼系の、例えばアダマイト製の一体式ロールが一般に
用いられてきた。このため、ロールの摩耗及び焼付の発
生で、早期のロール交換を強いられていた。Due to this effect, it can be used for rolling under a higher load than before, and the thickness of the inner layer can be reduced. This advantage is extremely advantageous, for example, when rolling a product having a long flange leg length in H-shaped steel rolling. Since the roll used for rolling the product requires a large outer layer thickness, the inner layer thickness becomes thin, and thus there is a risk of breakage. Therefore, in the conventional practical roll, a steel type integrated roll made of, for example, adamite, has been generally used instead of the composite type roll. Therefore, the rolls are worn out and seized, and the rolls must be replaced at an early stage.
【００５２】本発明によるロールの場合、従来ロールに
比べ内層強度が著しく大きいため、前記製品の圧延に対
しても複合ロールとしての機能を提供できるのである。In the case of the roll according to the present invention, the strength of the inner layer is remarkably higher than that of the conventional roll, so that it is possible to provide the function of the composite roll even when rolling the product.
【００５３】[0053]
【実施例】本発明に係る遠心鋳造製スリーブロールは、
前記詳述した構成を有しているものであり、このロール
の製造方法について図９に示す例によって説明する。EXAMPLE A centrifugally cast sleeve roll according to the present invention is
The roll has the configuration described in detail above, and a method of manufacturing this roll will be described with reference to an example shown in FIG.
【００５４】先ず、遠心力鋳造機の上で回転し、内面に
耐火物を被覆した金属製鋳型１０の中に、外層１を形成
すべき溶湯を鋳込んだ後、その外層１の内面が未凝固の
間に内層２を鋳込み、この外層１、内層２を完全に冶金
学的に結合させて一体のスリーブ式ロールとする。内層
２の鋳込後も回転を継続し、外層１及び内層２が完全に
凝固するのを待って停止する。First, after the molten metal for forming the outer layer 1 is cast into a metal mold 10 having an inner surface coated with a refractory material by rotating on a centrifugal casting machine, the inner surface of the outer layer 1 is left untouched. The inner layer 2 is cast during solidification, and the outer layer 1 and the inner layer 2 are completely metallurgically bonded to form an integral sleeve-type roll. After the inner layer 2 has been cast, the rotation is continued, and it is stopped after the outer layer 1 and the inner layer 2 are completely solidified.
【００５５】図１０は本発明に係る遠心鋳造製スリーブ
ロールであり、アーバー３に内層２の中空部を焼嵌によ
りセットされ、使用に供される。FIG. 10 shows a centrifugally cast sleeve roll according to the present invention, in which the hollow portion of the inner layer 2 is set in the arbor 3 by shrink fitting and is used.
【００５６】（実験例１）（表１〜表３参照） 製品胴径φ880mm 、内径φ524mm 、巾420mm のロールを
製造した。(Experimental Example 1) (See Tables 1 to 3) Rolls having a product body diameter of 880 mm, an inner diameter of 524 mm and a width of 420 mm were manufactured.
【００５７】(1) 外層として肉厚100mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1500℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。(1) As an outer layer, a molten metal having a wall thickness of 100 mm was cast at a casting temperature of 1500 ° C. in a mold rotating on a centrifugal casting machine.
【００５８】(2) 外層を鋳込み始めてから22分後に内層
溶湯として肉厚115mm を回転鋳型中に1470℃で鋳込ん
だ。(2) Twenty-two minutes after the casting of the outer layer, a wall thickness of 115 mm was cast as a molten metal for the inner layer at 1470 ° C. in the rotary mold.
【００５９】(3) 外層を鋳込み始めてから60分後に外層
及び内層は完全に凝固する。 (4) その後、鋳型を垂直に立て常温まで徐冷する。(3) 60 minutes after the casting of the outer layer, the outer layer and the inner layer are completely solidified. (4) After that, the mold is placed vertically and gradually cooled to room temperature.
【００６０】(5) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出
し、熱処理及び機械加工後、アーバーに焼嵌を行なって
最終製品のロールとした。(5) After completely cooling, the roll was taken out from the mold, heat-treated and machined, and then the arbor was shrink-fitted to obtain a final product roll.
【００６１】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは内層の鋳込みにより70mmとなってお
り、内層の厚さは135mm で、Ｃｒ含有量は、1.2 〜1.8
％であった。そして、外層及び内層は互いに完全に結合
しており、組織的な連続性が認められた。As a result of ultrasonic flaw detection and cutting examination of the roll body, the thickness of the outer layer was 70 mm due to the casting of the inner layer, the thickness of the inner layer was 135 mm, and the Cr content was 1.2 to 1.8.
%Met. The outer layer and the inner layer were completely bonded to each other, and a structural continuity was observed.
【００６２】外層及び内層の溶湯段階での化学組成は表
１の通りである。Table 1 shows the chemical compositions of the outer layer and the inner layer in the molten metal stage.
【００６３】[0063]
【表１】 [Table 1]
【００６４】尚、上記表１の組成で鋳込まれたロールの
外層及び内層の凝固後の化学組成は表２の如くである。Table 2 shows the chemical compositions of the outer layer and the inner layer of the roll cast with the composition shown in Table 1 after solidification.
【００６５】[0065]
【表２】 [Table 2]
【００６６】また、本発明ロール内層の機械的性質を同
一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表３の如
くである。The mechanical properties of the inner layer of the roll of the present invention are shown in Table 3 in comparison with those of the conventional roll of the same size.
【００６７】[0067]
【表３】 [Table 3]
【００６８】表１、表２の組成からなる本発明ロールに
あっては、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析の生
じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用す
るとともに、内層材に強靱性に富む黒鉛鋼を使用し、外
層と内層を冶金学的に完全に結合させて一体とした遠心
鋳造製スリーブロールとすることができる。In the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 1 and 2, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, wear resistance that does not cause segregation even under the action of centrifugal force. In addition to using the outer layer material with uniform crack resistance and graphite steel with high toughness as the inner layer material, the outer layer and the inner layer are completely metallurgically bonded to form a centrifugally cast sleeve roll. be able to.
【００６９】（実験例２）（表４〜表６参照） 製品胴径φ1060mm、内径φ550mm 、巾460mm のロールを
製造した。(Experimental Example 2) (See Tables 4 to 6) A roll having a product body diameter of 1060 mm, an inner diameter of 550 mm and a width of 460 mm was manufactured.
【００７０】(1) 外層として肉厚210mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1505℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。(1) A molten metal having a wall thickness of 210 mm was cast as an outer layer into a mold rotating on a centrifugal casting machine at a casting temperature of 1505 ° C.
【００７１】(2) 外層を鋳込み始めてから48分後に内層
溶湯として肉厚100mm を回転鋳型中に1480℃で鋳込ん
だ。(2) 48 minutes after the casting of the outer layer, 100 mm in thickness was cast as a molten metal for the inner layer at 1480 ° C. in the rotary mold.
【００７２】(3) 外層を鋳込み始めてから100 分後に外
層及び内層は完全に凝固する。 (4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出し、熱処理及び
機械加工後、アーバーに焼嵌を行なって最終製品のロー
ルとした。(3) 100 minutes after the casting of the outer layer, the outer layer and the inner layer are completely solidified. (4) After completely cooling, the roll was taken out of the mold, heat-treated and machined, and then shrink-fitted on the arbor to obtain a final product roll.
【００７３】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは内層の鋳込みにより180mm となってお
り、内層の厚さは85mmで、Ｃｒ含有量は、0.7 〜0.94％
であった。そして、外層及び内層は互いに完全に結合し
ており、組織的な連続性が認められた。As a result of ultrasonic flaw detection and cutting examination of the roll body, the thickness of the outer layer was 180 mm due to the casting of the inner layer, the thickness of the inner layer was 85 mm, and the Cr content was 0.7 to 0.94%.
Met. The outer layer and the inner layer were completely bonded to each other, and a structural continuity was observed.
【００７４】外層及び内層の溶湯段階での化学組成は表
４の通りである。Table 4 shows the chemical compositions of the outer layer and the inner layer at the molten metal stage.
【００７５】[0075]
【表４】 [Table 4]
【００７６】尚、上記表４の組成で鋳込まれたロールの
外層及び内層の凝固後の化学組成は表５の如くである。The chemical composition of the outer layer and the inner layer of the roll cast with the composition shown in Table 4 after solidification is as shown in Table 5.
【００７７】[0077]
【表５】 [Table 5]
【００７８】また、本発明ロール内層の機械的性質を同
一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表６の如
くである。The mechanical properties of the inner layer of the roll of the present invention are shown in Table 6 in comparison with those of the conventional roll of the same size.
【００７９】[0079]
【表６】 [Table 6]
【００８０】表４、表５の組成からなる本発明ロールに
あっても、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析の生
じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用す
るとともに、内層材に強靱性に富む黒鉛鋼を使用し、外
層と内層を冶金学的に完全に結合させて一体とした遠心
鋳造製スリーブロールとすることができる。Even in the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 4 and 5, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, wear resistance that does not cause segregation even under the action of centrifugal force. In addition to using the outer layer material with uniform crack resistance and graphite steel with high toughness as the inner layer material, the outer layer and the inner layer are completely metallurgically bonded to form a centrifugally cast sleeve roll. be able to.
【００８１】（実験例３）（表７〜表９参照） 製品胴径φ1060mm、内径φ550mm 、巾460mm のロールを
製造した。(Experimental Example 3) (See Tables 7 to 9) A roll having a product body diameter of 1060 mm, an inner diameter of 550 mm and a width of 460 mm was manufactured.
【００８２】(1) 外層として肉厚150mm の溶湯を遠心力
鋳造機上で回転する金型に1510℃の鋳込温度で鋳込ん
だ。(1) As an outer layer, a molten metal having a thickness of 150 mm was cast at a casting temperature of 1510 ° C. in a mold rotating on a centrifugal casting machine.
【００８３】(2) 外層を鋳込み始めてから32分後に内層
溶湯として肉厚160mm を回転鋳型中に1490℃で鋳込ん
だ。(2) Thirty-two minutes after the casting of the outer layer, 160 mm in thickness as the inner layer molten metal was cast in the rotary mold at 1490 ° C.
【００８４】(3) 外層を鋳込み始めてから 100分後に外
層及び内層は完全に凝固する。 (4) 完全に冷却後ロールを鋳型から取出し、熱処理及び
機械加工後、アーバーに焼嵌を行なって最終製品のロー
ルとした。(3) 100 minutes after casting the outer layer, the outer layer and the inner layer are completely solidified. (4) After completely cooling, the roll was taken out of the mold, heat-treated and machined, and then shrink-fitted on the arbor to obtain a final product roll.
【００８５】ロール胴部の超音波探傷と切断調査の結
果、外層の厚さは内層の鋳込みにより120mm となってお
り、内層の厚さは128mm で、Ｃｒ含有量は、1.33〜1.85
％であった。そして、外層及び内層は互いに結合してお
り、組織的な連続性が認められた。As a result of ultrasonic flaw detection and cutting investigation of the roll body, the thickness of the outer layer was 120 mm due to the casting of the inner layer, the thickness of the inner layer was 128 mm, and the Cr content was 1.33 to 1.85.
%Met. Then, the outer layer and the inner layer were bonded to each other, and the organizational continuity was recognized.
【００８６】外層及び内層の溶湯段階での化学組成は表
７の通りである。Table 7 shows the chemical compositions of the outer layer and the inner layer in the molten metal stage.
【００８７】[0087]
【表７】 [Table 7]
【００８８】尚、上記表７の組成で鋳込まれたロールの
外層及び内層の凝固後の化学組成は表８の如くである。The chemical compositions of the outer layer and the inner layer of the roll cast with the composition shown in Table 7 above after solidification are as shown in Table 8.
【００８９】[0089]
【表８】 [Table 8]
【００９０】また、本発明ロール内層の機械的性質を同
一サイズの従来ロールのそれと比較して示せば表９の如
くである。The mechanical properties of the inner layer of the roll of the present invention are shown in Table 9 in comparison with those of the conventional roll of the same size.
【００９１】[0091]
【表９】 [Table 9]
【００９２】表７、表８の組成からなる本発明ロールに
あっては、外層を形成する合金成分を適正化し、炭化物
組成を限定することにより、遠心力作用下でも偏析の生
じない耐摩耗性と耐クラック性の均一な外層材を使用す
るとともに、内層材に強靱性に富む黒鉛鋼を使用し、外
層と内層を冶金学的に完全に結合させて一体とした遠心
鋳造製スリーブロールとすることができる。In the rolls of the present invention having the compositions shown in Tables 7 and 8, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, wear resistance that does not cause segregation even under the action of centrifugal force. In addition to using the outer layer material with uniform crack resistance and graphite steel with high toughness as the inner layer material, the outer layer and the inner layer are completely metallurgically bonded to form a centrifugally cast sleeve roll. be able to.
【００９３】[0093]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、外層を形
成する合金成分を適正化し、炭化物組成を限定すること
により、遠心力作用下でも偏析の生じない耐摩耗性と耐
クラック性の均一な外層材を使用するとともに、内層材
に強靱性に富む黒鉛鋼を使用し、外層と内層を冶金学的
に完全に結合させて一体とした遠心鋳造製スリーブロー
ルを提供することができる。As described above, according to the present invention, by optimizing the alloy components forming the outer layer and limiting the carbide composition, it is possible to obtain wear resistance and crack resistance that do not cause segregation even under the action of centrifugal force. It is possible to provide a centrifugally cast sleeve roll in which a uniform outer layer material is used, graphite steel having high toughness is used as the inner layer material, and the outer layer and the inner layer are completely metallurgically bonded together.
【図１】図１はＶとＮｂの複合添加量とＣ量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。FIG. 1 is a diagram showing the effect of the combined addition amount of V and Nb and the C amount on the hardness of a base material.
【図２】図２はＶとＮｂの複合添加量とＣ量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。FIG. 2 is a diagram showing the effect of the combined addition amount of V and Nb and the C amount on the base metal hardness.
【図３】図３はＶとＮｂの複合添加量とＣ量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。FIG. 3 is a diagram showing the influence of the combined addition amount of V and Nb and the C amount on the base metal hardness.
【図４】図４はＶとＮｂの複合添加量とＣ量とが母材硬
さに及ぼす影響を示す線図である。FIG. 4 is a diagram showing the effect of the combined addition amount of V and Nb and the C amount on the base metal hardness.
【図５】図５は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすＮｂとＶの含有量比Ｎｂ
／Ｖの影響を示す線図である。FIG. 5 is a hot wear ratio between the outer layer and the inner layer due to the carbide distribution of the centrifugally cast ring material, and the Nb and V content ratio Nb that affects the maximum crack depth in the thermal shock test.
It is a diagram which shows the influence of / V.
【図６】図６は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすＮｂとＶの含有量比Ｎｂ
／Ｖの影響を示す線図である。FIG. 6 is a hot wear ratio between an outer layer and an inner layer due to a carbide distribution of a centrifugally cast ring material, and a Nb and V content ratio Nb that affects the maximum crack depth in a thermal shock test.
It is a diagram which shows the influence of / V.
【図７】図７は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすＮｂとＶの含有量比Ｎｂ
／Ｖの影響を示す線図である。FIG. 7 is a hot wear ratio between an outer layer and an inner layer due to a carbide distribution of a centrifugally cast ring material, and a Nb and V content ratio Nb that affects the maximum crack depth in a thermal shock test.
It is a diagram which shows the influence of / V.
【図８】図８は遠心力鋳造したリング材の炭化物分布に
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすＮｂとＶの含有量比Ｎｂ
／Ｖの影響を示す線図である。FIG. 8 is a hot wear ratio between an outer layer and an inner layer due to a carbide distribution of a centrifugally cast ring material, and a content ratio Nb of Nb and V on a maximum crack depth in a thermal shock test.
It is a diagram which shows the influence of / V.
【図９】図９は本発明ロールの製造方法を示す模式図で
ある。FIG. 9 is a schematic view showing a method for manufacturing the roll of the present invention.
【図１０】図１０は本発明ロールを示す模式図である。FIG. 10 is a schematic view showing a roll of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── 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 38/00 ３０１ Ｌ 38/12 (72)発明者 宮井 直道 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 片岡 義弘 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location C22C 38/00 301 L 38/12 (72) Inventor Naomichi Miyai 1-chome, Kawasaki-cho, Handa-shi, Aichi Address Kawata Steel Co., Ltd. Chita Works (72) Inventor Yoshihiro Kataoka 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Co., Ltd.
Claims (5)
鉛鋼の内層材とからなる遠心鋳造製スリーブロールであ
って、 該外層材が、 Ｃ：1.0 〜 3.5％，Ｓｉ：2.0 ％以下，Ｍｎ：2.0 ％以
下， Ｃｒ：12.0％以下，Ｍｏ：8.0 ％以下，Ｖ：3.0 〜10.0
％， Ｎｂ：0.6 〜7.0 ％ を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなり、 該内層材が、 Ｃ：1.0 〜2.0 ％，Ｓｉ：1.6 〜2.4 ％，Ｍｎ：0.2 〜
1.0 ％， Ｐ：0.05％以下，Ｓ：0.03％以下，Ｎｉ：0.7 ％以下， Ｃｒ：3.5 ％以下，Ｍｏ：3.0 ％以下 を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなることを
特徴とする遠心鋳造製スリーブロール。1. A centrifugally cast sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of graphite steel fused and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0%. Below, Mn: 2.0% or less, Cr: 12.0% or less, Mo: 8.0% or less, V: 3.0 to 10.0
%, Nb: 0.6-7.0%, balance Fe and unavoidable impurities, and the inner layer material is C: 1.0-2.0%, Si: 1.6-2.4%, Mn: 0.2-
Centrifuge characterized by containing 1.0%, P: 0.05% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.7% or less, Cr: 3.5% or less, Mo: 3.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities. Cast sleeve roll.
鉛鋼の内層材とからなる遠心鋳造製スリーブロールであ
って、 該外層材が、 Ｃ：1.0 〜 3.5％，Ｓｉ：2.0 ％以下，Ｍｎ：2.0 ％以
下， Ｃｒ：12.0％以下，Ｍｏ：8.0 ％以下，Ｖ：3.0 〜10.0
％， Ｎｂ：0.6 〜7.0 ％ 更に Ｎｉ：8.0 ％以下，Ｃｏ：10.0％以下のうちから選ばれ
た１種以上 を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなり、 該内層材が、 Ｃ：1.0 〜2.0 ％，Ｓｉ：1.6 〜2.4 ％，Ｍｎ：0.2 〜
1.0 ％， Ｐ：0.05％以下，Ｓ：0.03％以下，Ｎｉ：0.7 ％以下， Ｃｒ：3.5 ％以下，Ｍｏ：3.0 ％以下 を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなることを
特徴とする遠心鋳造製スリーブロール。2. A centrifugally cast sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of graphite steel fused and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0%. Below, Mn: 2.0% or less, Cr: 12.0% or less, Mo: 8.0% or less, V: 3.0 to 10.0
%, Nb: 0.6 to 7.0%, Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, and the balance of Fe and inevitable impurities. The inner layer material is C: 1.0% or less. ~ 2.0%, Si: 1.6 ~ 2.4%, Mn: 0.2 ~
Centrifuge containing 1.0%, P: 0.05% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.7% or less, Cr: 3.5% or less, Mo: 3.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities. Cast sleeve roll.
鉛鋼の内層材とからなる遠心鋳造製スリーブロールであ
って、 該外層材が、 Ｃ：1.0 〜 3.5％，Ｓｉ：2.0 ％以下，Ｍｎ：2.0 ％以
下， Ｃｒ：12.0％以下，Ｍｏ：8.0 ％以下，Ｖ：3.0 〜10.0
％， Ｎｂ：0.6 〜7.0 ％ 更に Ｎｉ：8.0 ％以下，Ｃｏ：10.0％以下，Ｃｕ：2.0 ％以
下， Ｔｉ：2.0 ％以下，Ｚｒ：2.0 ％以下，Ｗ：1.0 ％以
下， Ｂ：0.1 ％以下のうちから選ばれた１種又は２種以上 を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなり、 該内層材が、 Ｃ：1.0 〜2.0 ％，Ｓｉ：1.6 〜2.4 ％，Ｍｎ：0.2 〜
1.0 ％， Ｐ：0.05％以下，Ｓ：0.03％以下，Ｎｉ：0.7 ％以下， Ｃｒ：3.5 ％以下，Ｍｏ：3.0 ％以下 を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなることを
特徴とする遠心鋳造製スリーブロール。3. A centrifugally cast sleeve roll comprising an outer layer material and an inner layer material of graphite steel fused and integrated with the outer layer material, wherein the outer layer material is C: 1.0 to 3.5%, Si: 2.0%. Below, Mn: 2.0% or less, Cr: 12.0% or less, Mo: 8.0% or less, V: 3.0 to 10.0
%, Nb: 0.6 to 7.0%, Ni: 8.0% or less, Co: 10.0% or less, Cu: 2.0% or less, Ti: 2.0% or less, Zr: 2.0% or less, W: 1.0% or less, B: 0.1% or less. One or two or more selected from among the above, and the balance Fe and unavoidable impurities, the inner layer material is C: 1.0-2.0%, Si: 1.6-2.4%, Mn: 0.2-
Centrifuge characterized by containing 1.0%, P: 0.05% or less, S: 0.03% or less, Ni: 0.7% or less, Cr: 3.5% or less, Mo: 3.0% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities. Cast sleeve roll.
造製スリーブロールにおいて、更に外層材が下記(1) 式
と(2) 式を満足することを特徴とする遠心鋳造製スリー
ブロール。 Ｖ＋1.8 Ｎｂ≦ 7.5Ｃ−6.0 ％ …(1) 0.2 ≦ Ｎｂ／Ｖ ≦ 0.8 …(2)4. The centrifugally cast sleeve roll according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer layer material further satisfies the following formulas (1) and (2). .. V + 1.8 Nb ≤ 7.5 C-6.0% (1) 0.2 ≤ Nb / V ≤ 0.8 (2)
造製スリーブロールを製造するに際し、内層への外層混
入比を5 〜35％の範囲に規制することを特徴とする遠心
鋳造製スリーブロールの製造方法。5. When manufacturing the centrifugally cast sleeve roll according to any one of claims 1 to 4, the outer layer mixing ratio to the inner layer is regulated within the range of 5 to 35%. Method for manufacturing sleeve roll.
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