(57)【要約】【課題】自溶合金溶着金属層をロール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搬送用ロールの提供。【解決手段】質量％でＣ：０．３〜１．５％、Ｓｉ：２．５〜４．５％、Ｃｒ：２〜２４％、Ｂ：２〜４．５％、Ｆｅ：４〜３０％、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ル表面に形成する。【効果】焼付き、打ち傷および錆、割れ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であり、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幕くすることで約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。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％でＣ：０．３〜１．５％、Ｓｉ：２．５〜４．５％、Ｃｒ：２〜２４％、Ｂ：２〜４．５％、Ｆｅ：４〜３０％、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ル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搬送用ロール。
【請求項２】
自溶合金溶着金属層がＭｏおよびＣｕのうち１種以上を５質量％以下含有する請求項１記載の耐摩耗性、耐スリップ性、耐焼付き性に優れた搬送用ロール。
【請求項３】
自溶合金溶着金属層がＷを１〜１５質量％含有する請求項１または２記載の耐摩耗性、耐スリップ性、耐焼付き性に優れた搬送用ロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板の圧延、精整工程で使用される搬送用ロール、とくに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】
鋳鉄系ローラーは、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系の肉盛ローラーは、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％、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ル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搬送用ロールを要旨としている。
【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、ＪＩＳ  Ｈ  ８３０３、３〜５種の基本成分を参考として確定されている。
【００１２】
本発明搬送用ロール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％、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％添加する。ＪＩＳ規格値４〜５％以上添加することにより、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、鋼板とロール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】
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【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ＪＩＳ  Ｚ  ２３７１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】
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【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】
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【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】
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【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
【図１】
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【図２】
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