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JP3110565B2 - 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

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Publication number
JP3110565B2
JP3110565B2 JP04237607A JP23760792A JP3110565B2 JP 3110565 B2 JP3110565 B2 JP 3110565B2 JP 04237607 A JP04237607 A JP 04237607A JP 23760792 A JP23760792 A JP 23760792A JP 3110565 B2 JP3110565 B2 JP 3110565B2
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JP
Japan
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electrode
less
hollow
cold rolling
ratio
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JP04237607A
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朋夫 竹之内
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Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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Publication date
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  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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を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
ラグ再溶解により製造する方法であって、前記電極の中
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。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、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冷間圧延
用作動ロールを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により製
造する方法であって、前記中空電極が円筒状からなり、
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の比率からなることを特徴とする。なお、本
発明においてもロール組成の不可避不純物のうちで、S
i :0.1%以下、Mn :0.1%以下、P:0.00
5%以下、S:0.005%以下を許容含有量とするの
が望ましい。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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の範囲に定めた
【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。
【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。
【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%
Al23(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、
中空部断面積を特定の範囲に定めた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、ES
R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。
【符号の説明】
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.7 識別記号 FI C22C 38/00 302 C22C 38/00 302E 38/18 38/18 (56)参考文献 特開 平3−122251(JP,A) 特開 平3−90270(JP,A) 特開 昭60−124442(JP,A) 特開 昭52−149224(JP,A) 特開 平5−285632(JP,A) 特開 平6−47520(JP,A) 特開 平5−237634(JP,A) 特開 平5−169112(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 23/10 522 B22D 23/10 531 B21B 27/00 C22C 38/00 301 C22C 38/00 302 C22C 38/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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を
    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により製造する方法であ
    って、前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
    を特徴とする冷間圧延用作動ロールの製造方法
  2. 【請求項2】 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を
    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により製造する方法であ
    って、前記中空電極が円筒状からなり、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
    率からなることを特徴とする冷間圧延用作動ロールの製
    造方法
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US08/243,736 US5487082A (en) 1992-06-11 1994-05-17 Electrode for electroslag remelting and process of producing alloy using the same
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