JPH07185759A - 連続鋳造機用ロール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表層部が高温で過酷な条件に耐えて連続鋳造
が支障なく行われ、生産性向上のための連続鋳造の高速
化も十分に図り得る連続鋳造機用ロールを提供する。 【構成】 ロール本体Ａに対して伝熱性良好素材製の第
１スリーブＳ１を隙間をあけて外嵌し、その第１スリー
ブＳ１に対して耐熱耐食素材製の第２スリーブＳ２を隙
間をあけて外嵌し、それら両スリーブＳ１，Ｓ２をロー
ル本体Ａに対して前記両隙間に形成する鑞材的接着層Ｄ
を介して一体化して、ロール被覆層Ｂを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造機の構成要素
として使用されている各種の連続鋳造機用ロール（例え
ば、サポートロール、ガイドロール、ピンチロール
等）、及び、これら各種の連続鋳造機用ロールの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述した各種の連続鋳造機用ロールの外
周表面は、溶湯が凝固して凝固シェルが形成されたばか
りで非常に高温である連続鋳片基端部、又は、内部まで
凝固進行しつつも相当に高温である連続鋳片と接触し
て、相当の高温に温度上昇するようになる。従って、前
記ロールにおいては、いずれも、前記外周表面及びその
近傍（以下、表層部という）が、ヒートクラックや腐食
・酸化等が生じ易い過酷な条件に曝されるようになる。
そこで、前記ロールに適宜冷却手段を設けることが要求
されることは勿論、前記ロールの表層部（具体的には、
表面から１０〜１５ｍｍの表層部）に、前記過酷な条件
に耐える性能（具体的には、耐ヒートクラック性、耐食
性、耐酸化性等の性能）が要求されるようになる。従っ
て、従来の連続鋳造機用ロールにおいては、そのロール
内部に、ロール冷却用の水冷孔を前記適宜冷却手段とし
て形成することは勿論、前記ロールの表層部を、前記性
能を備えた材質（例えば、１３Ｃｒ系ステンレス鋼）よ
りなる単一層の被覆層にて構成することが行われてい
た。尚、前記被覆層は、従来、溶接肉盛等の手段によっ
て形成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように構成された
従来の各種ロールを備えた連続鋳造機によって、通常速
度の連続鋳造を行う場合には、前記ロールが前記冷却手
段によって適宜冷却されることは勿論、前記ロールの表
層部が前記被覆層にて構成されて前記過酷な条件にも耐
えるようになるので、前記鋳造が支障なく行われるよう
になるが、生産性向上のため、前記鋳造の高速化を図り
たい場合には、前記鋳片の熱を前記ロールを介して奪っ
て外部へ熱移動させることが不十分となり、鋳片の凝固
シェルの形成が速やかに行われないため、前記鋳造の高
速化を十分に図ることができない、という問題があっ
た。本発明は、このような実情に着目してなされたもの
であり、前記ロールの表層部が前記過酷な条件に耐えて
従来通り連続鋳造が支障なく行われる上、生産性向上の
ための連続鋳造の高速化も十分に図り得る手段を提供す
ることを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る連続鋳造機
用ロール（以下、本発明ロールという）は、ロール本体
の外周に被覆層が形成された連続鋳造機用ロールであっ
て、前記ロール本体の外周に隙間をあけて外嵌された伝
熱性良好素材製の第１スリーブと、その第１スリーブの
外周に隙間をあけて外嵌された耐熱耐食素材製の第２ス
リーブと、それら両スリーブの相互間、並びに前記第１
スリーブ及びロール本体の相互間を接着させるために前
記両隙間に夫々形成された鑞材的接着層との組合せにて
前記被覆層が構成されている点を特徴として備えてい
る。

【０００５】本発明に係る連続鋳造機用ロールの製造方
法（以下、本発明方法）は、ロール本体の外周に被覆層
が形成された連続鋳造機用ロールを製造する方法であっ
て、前記ロール本体に対して伝熱性良好素材製の第１ス
リーブを、両者間に隙間を生じさせつつ外嵌した状態に
配置し、且つ、その第１スリーブに対して耐熱耐食素材
製の第２スリーブを、両者間に隙間を生じさせつつ外嵌
した状態に配置することにより、鑞材的接着層を形成す
るための空間を前記両隙間にて構成する容器を形成し、
前記ロール本体及び前記両スリーブよりも低融点物質よ
りなる鑞材的接着層形成用の粉末を、前記空間に充填し
た上で前記粉末の融点以上に加熱して、前記粉末のみを
溶融させた後に凝固させて、前記ロール本体に対して前
記第１スリーブを一体化させ、且つ、その第１スリーブ
に対して前記第２スリーブを一体化させる点を特徴とし
て備えている。

【０００６】

【作用】上記本発明ロールにおいても、その外周表面が
鋳造過程で高温の鋳片に接触するようになるが、そのよ
うな接触が起こっても、上記本発明ロールによれば、そ
の最表層部が、前記第２スリーブにて構成されて耐熱性
・耐食性を備えているので、その最表層部の存在によっ
て、従来と同様、ヒートクラックや腐食・酸化等が生じ
易い過酷な条件に十分に耐えるようになる。しかも、前
記第２スリーブの内側に、前記伝熱性良好素材製の第１
スリーブが存在するので、前記高温の鋳片の熱が、前記
ロールを介して奪われた後、前記第１スリーブの良好な
伝熱性に基づいて有効に外部へ移動するようになる。

【０００７】上記本発明方法によれば、前記両隙間より
なる前記空間へ、前記鑞材的接着層形成用の粉末を充填
した上で、その粉末をその融点以上に加熱してその粉体
のみを溶融・凝固させるので、前記粉末の溶融物と、前
記第１スリーブ又は前記第２スリーブ又は前記ロール本
体との間で液相・固相間の拡散接合が生じ、前記粉末が
鑞材的に機能することにより、前記ロール本体に対して
前記第１スリーブが、且つ、その第１スリーブに対して
前記第２スリーブが有効に一体化するようになる。

【０００８】

【発明の効果】上記本発明ロールによれば、そのロール
表層部が、上述したように、ヒートクラックや腐食・酸
化等が生じ易い過酷な条件に耐えるようになるので、連
続鋳造が従来と同様に支障なく行われるようになる。し
かも、上述したように、前記第１スリーブを介して前記
熱の外部への有効な移動が行われるので、その熱移動に
よって、前記鋳片の凝固シェルの形成が速やかに行われ
るようになり、もって、連続鋳造の高速化を十分に図る
ことができるようになる。このように、本発明ロールに
よれば、従来通りロール表面及びその近傍が前記過酷な
条件に耐えて連続鋳造が支障なく行われる上、生産性向
上のための連続鋳造の高速化も十分に図り得る手段が提
供されるようになる。

【０００９】上記本発明方法によれば、上述したよう
に、前記ロール本体に対して前記第１スリーブが、且
つ、その第１スリーブに対して前記第２スリーブが有効
に一体化するようになるので、上記本発明ロールが容易
に製造されるようになる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１１】図１中、Ａは、本発明に係る連続鋳造機用
ロール（具体的には、連続鋳造機の構成要素として使用
されるサポートロール、ガイドロール、ピンチロール
等）の本体であり、そのロール本体Ａは、例えばＣｒ−
Ｍｏ鋼等を素材とする鍛圧品よりなり、その中心部に
は、ロール冷却用の水冷孔１が軸芯方向へ貫通する状態
に形成されている。また、前記ロール本体Ａの両端部に
は、中間の主要部分よりも縮径した軸受部Ａ１，Ａ２が
形成されている。

【００１２】前記ロール本体Ａの外周（更に詳しくは、
前記ロール本体Ａにおける前記主要部分の外周）には、
ヒートクラックや腐食・酸化等が生じ易い過酷な条件に
耐える被覆層Ｂが、後に詳述する本発明方法（図２参
照）によって形成されて、前記ロールの全体が構成され
ている。

【００１３】前記被覆層Ｂは、具体的には、前記ロール
本体Ａの外周に隙間（具体的には、３ｍｍの隙間）をあ
けて外嵌された伝熱性良好素材（具体的には、純度：９
０％以上の銅（融点：１０８５℃））製の第１スリーブ
Ｓ１（厚さ：５０ｍｍ）と、その第１スリーブＳ１の外
周に隙間（具体的には、３ｍｍの隙間）をあけて外嵌さ
れた耐熱耐食素材（具体的には、１３Ｃｒ鋼）製の第２
スリーブＳ２（遠心力鋳造品、厚さ：１５ｍｍ）と、そ
れら両スリーブＳ１，Ｓ２の相互間、並びに前記第１ス
リーブＳ１及びロール本体Ａの相互間を接着させるため
に前記両隙間に夫々形成された鑞材的接着層Ｄ（更に詳
しくは、前記伝熱性良好素材及び前記耐熱耐食素材より
も低融点物質（例えば、融点が８２０〜９４０℃であ
る、七三黄銅等のＣｕ−Ｚｎ合金）を後に詳述するよう
に溶融・凝固させてなる鑞材的接着層Ｄ）との組合せに
て構成されている。

【００１４】前記被覆層Ｂは、以下に詳述する本発明方
法によって容易に形成される。図２を参照しながら本発
明方法を順を追って説明するに、先ず、前記ロール本体
Ａを竪向きに配置した後、そのロール本体Ａ（更に詳し
くは、前記ロール本体Ａの主要部分）に対して前記第１
スリーブＳ１を、両者間に隙間を生じさせつつ外嵌した
状態に配置し、且つ、その第１スリーブＳ１に対して前
記第２スリーブＳ２を、両者間に隙間を生じさせつつ外
嵌した状態に配置することにより、鑞材的接着層Ｄを形
成するための空間を前記両隙間にて構成する容器を形成
する。尚、前記第１スリーブＳ１の全長は、その上端部
が前記ロール本体Ａの主要部分よりも上方まで延在する
ように設定される。また、前記第２スリーブＳ２の全長
は、その上端部が前記第１スリーブＳ１よりも上方まで
延在するように設定される。このように、前記両スリー
ブＳ１，Ｓ２の全長を設定すると、前記第２スリーブＳ
２の内径側に前記ロール本体Ａの主要部分が存在しなく
なるので、その主要部分の外周上端面には、その上方へ
前記主要部分の外周面を延在させるように、一般構造用
圧延鋼材（ＳＳ材）製の補助スリーブＳ３を取り付け
る。尚、ロール本体Ａに対して第１スリーブＳ１を隙間
をあけて外嵌した状態は、その隙間の最下部に一般構造
用圧延鋼材（ＳＳ材）にて構成された第１下蓋２を取り
付けることによって維持するようにする。また、第１ス
リーブＳ１に対して第２スリーブＳ２を隙間をあけて外
嵌した状態は、その隙間の最下部に一般構造用圧延鋼材
（ＳＳ材）にて構成された第２下蓋３を取り付けること
によって維持するようにする。そして、前記鑞材的接着
層Ｄ形成用の前記低融点物質よりなる粉末Ｈを、前記両
隙間よりなる空間に充填した後、前記第２スリーブＳ２
の上端部と前記補助スリーブＳ３の上端部との間にわた
るように、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ材）にて構成され
た上蓋４を取り付ける。そして、前記粉末Ｈを構成する
Ｃｕ−Ｚｎ合金の融点の直上（即ち、９５０〜１０００
℃）に加熱して前記粉末Ｈを溶融させた後、その溶融物
を適宜条件で凝固させる。

【００１５】このような本発明方法によれば、前記粉末
Ｈの溶融物と、前記第１スリーブＳ１又は前記第２スリ
ーブＳ２又は前記ロール本体Ａとの間で液相・固相間の
拡散接合が生じ、前記粉末Ｈが鑞材的に機能することに
より、前記ロール本体Ａに対して前記第１スリーブＳ１
が、且つ、その第１スリーブＳ１に対して前記第２スリ
ーブＳ２が有効に一体化するようになる。

【００１６】尚、上記一体化が行われた後、前記両スリ
ーブＳ１，Ｓ２の上端部、前記補助スリーブＳ３、前記
上蓋４等、連続鋳造機用ロールとして不要な部分は、機
械加工によって撤去される。

【００１７】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ロールの一実施例を示す縦断面図

【図２】本発明方法の一実施例を示す説明図

【符号の説明】

Ａ ロール本体 Ｂ 被覆層 Ｄ 鑞材的接着層 Ｈ 粉末 Ｓ１ 第１スリーブ Ｓ２ 第２スリーブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロール本体（Ａ）の外周に被覆層（Ｂ）
   が形成された連続鋳造機用ロールであって、 前記ロール本体（Ａ）の外周に隙間をあけて外嵌された
   伝熱性良好素材製の第１スリーブ（Ｓ１）と、その第１
   スリーブ（Ｓ１）の外周に隙間をあけて外嵌された耐熱
   耐食素材製の第２スリーブ（Ｓ２）と、それら両スリー
   ブ（Ｓ１),（Ｓ２）の相互間、並びに前記第１スリーブ
   （Ｓ１）及びロール本体（Ａ）の相互間を接着させるた
   めに前記両隙間に夫々形成された鑞材（ろう材）的接着
   層（Ｄ）との組合せにて前記被覆層（Ｂ）が構成されて
   いる連続鋳造機用ロール。
2. 【請求項２】 ロール本体（Ａ）の外周に被覆層（Ｂ）
   が形成された連続鋳造機用ロールを製造する方法であっ
   て、 前記ロール本体（Ａ）に対して伝熱性良好素材製の第１
   スリーブ（Ｓ１）を、両者間に隙間を生じさせつつ外嵌
   した状態に配置し、且つ、その第１スリーブ（Ｓ１）に
   対して耐熱耐食素材製の第２スリーブ（Ｓ２）を、両者
   間に隙間を生じさせつつ外嵌した状態に配置することに
   より、鑞材的接着層（Ｄ）を形成するための空間を前記
   両隙間にて構成する容器を形成し、 前記ロール本体（Ａ）及び前記両スリーブ（Ｓ１),（Ｓ
   ２）よりも低融点物質よりなる鑞材的接着層形成用粉末
   （Ｈ）を、前記空間に充填した上で前記粉末（５）の融
   点以上に加熱して、前記粉末（Ｈ）のみを溶融させた後
   に凝固させて、前記ロール本体（Ａ）に対して前記第１
   スリーブ（Ｓ１）を一体化させ、且つ、その第１スリー
   ブ（Ｓ１）に対して前記第２スリーブ（Ｓ２）を一体化
   させる連続鋳造機用ロールの製造方法。