JP3765482B2 - Roll for multi-high mill - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄帯板の圧延に用いられる多段圧延機用ロールに関し、特に靭性に優れる鉄系材料からなる軸材の外周に、超硬合金からなる外層を形成した多段圧延機用ロールに関する。
【0002】
【従来の技術】
圧延材に対する寸法精度の向上、表面疵の減少、表面光沢度の向上など高品質化の要求に応えるために、耐摩耗性、耐肌荒れ性等に優れた炭化タングステン(WC)系超硬合金が線材、棒鋼、平鋼などの圧延用ロールに適用されている。WC系超硬合金は公知のごとく、WCをCo、Ni、Feなどの金属元素で結合した焼結合金であり、WCの他にTi、Ta、Nbなどの炭化物を含有することもしばしばある。
【0003】
例えば、特公昭58−39906号には、WC−Co−Ni−CrのWC系超硬合金で構成した線材圧延用ロールが記載されている。この線材圧延用ロールは、超硬合金単体を焼結した小型のスリーブロールであり、靭性に優れた鋼製のロール軸材に0.1/1000程度の焼嵌め率で嵌合し、そのスリーブロールの側面を固定リング、スぺーサーリングなどにより押圧固定して機械的に組立てたものである。
【0004】
この種のロールの場合、固定リング、スぺーサーリングなど多くの部材が必要で組立て構造が複雑であり、かつ高い組立て精度を要求されるので組立に係わる工数や費用がかかる。また、側面から固定するため、圧延中に回転方向にスリーブが滑りやすい。さらに、ロール胴部長さに対して、超硬合金の占める部分つまり圧延に使用できる部分が半分以下であり効率的でない欠点がある。
【0005】
ステンレス鋼帯の冷間圧延において、センジマーミルなどのクラスタータイプの多段圧延機が用いられている。図5は、多段圧延機の一種である20段のセンジマーミルのロール配置図を示す。図5において、本発明の対象とする多段圧延機用ロールである上ロール11aと下ロール11bとの間に薄帯板18を通して圧延を行なうものである。
【0006】
図4は、図5のセンジマーミルを出側から見た図を示す。図4において、圧延中、上ロール11aと下ロール11bには圧延によるスラスト荷重が常時作用する。そこで、このスラスト荷重を受けるために、操作側スラストベアリング16aおよび駆動側スラストベアリング16bをロール11a、11bから数mm離れた位置に配置させている。
【0007】
このような構成により、圧延によるスラスト荷重が働くと、ロール11a、11bの端面がスラストベアリング16a、16bの端面に線接触を繰り返す。このときの接触部の線圧はかなり高くなり、ヘルツ応力で2GPa程度に達するときもある。したがって、この線圧に耐えるように接触部は十分な硬さを持たなければならない。接触部の線圧がヘルツ応力で2GPa程度になる場合、接触部の硬さが約Hs80は必要となる。
【0008】
図3は、従来の多段圧延機用ロールの断面図を示す。図3において、多段圧延機用ロール11は、超硬合金からなるロール本体部12と鉄系材料からなるキャップ13から構成される。多段圧延機用ロール11は、ロール本体部12の表面を研磨するために、ロールの軸端に研磨機への芯を出すためのセンター穴を設ける必要がある。しかしながら、ロール本体部12は超硬合金であるのでそれ自体の軸部端面にはセンター穴を加工し難い。そこで、超硬合金よりも被削性のよい鉄系材料からなる断面凹状のキャップ13を、ロール本体部12の両軸部の外面にそれぞれ焼嵌めて、キャップ13の端面14にセンター穴15を設けている。そして、圧延によるスラスト荷重をこれらのキャップ13で受けるようにしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の多段圧延機用ロールにおいては、圧延中にロールの温度が上昇すると、ロール本体部12とキャップ13との線膨張係数の差により焼嵌め代が減少し、ロール本体部12とキャップ13の軸芯がずれてしまう可能性が高い。そこで、ロール本体部12とキャップ13の軸芯がずれた状態で、ロール11の研磨を行なうと、ロール11の真円度が確保できない。
【0010】
クラスタータイプの多段圧延機により圧延される圧延材は、最終製品となる場合が多い。そのため、製品品質を維持するために特にロールの真円度は厳しく管理しなければならない。この点から、従来の多段圧延機用ロールは、ロール研磨時にロール軸芯がずれやすくロールの真円度を確保しにくいので問題があった。
【0011】
したがって、本発明は、超硬合金の特性である耐摩耗性、表面光沢度の向上などを生かしつつ、ロールの研磨時にロールの真円度が安定して確保できる多段圧延機用ロールを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の多段圧延機用ロールは、鉄系材料からなる軸材の胴部外周に、超硬合金からなる外層を形成するとともに、軸材の軸部外周にスラスト荷重を受けるためのリングを取り付け、軸材の軸部端面にセンター穴を設けたことを特徴とする。
【0013】
本発明において、前記リングの端面が軸材の軸部端面より突出していることを特徴とする。また、前記リングが軸材より硬いことを特徴とする。さらに、前記リングを焼嵌めまたは螺合により固定したことを特徴とする。
【0014】
【作用】
本発明の多段圧延機用ロールは、靭性に優れる鉄系材料からなる軸材の胴部外周に、超硬合金の外層を金属接合させて形成しているため、超硬合金の有する耐摩耗性、表面光沢度の向上を発揮するとともに、圧延中に外層が滑ることも起きない。
【0015】
軸材は鉄系材料であるため被削性がよく、軸材の軸部端面にセンター穴を容易に加工することができる。ロール軸材の軸部にセンター穴を直接穿設することにより、ロール軸とセンター穴の軸芯は常に一致し、ロール研磨の際、ロールの真円度を安定して確保できる。また、軸材の軸部の加工に困難を伴わないので、スラスト荷重を受けるための中空状のリングを焼嵌め、ねじ締結するなど、リング固定方法の選択の自由度が向上する。
【0016】
軸材の軸部外周に設けたリングにより圧延によるスラスト荷重を受けさせるので、ロールの軸材にスラストベアリングが直接接触しないように、リングの端面を軸材の軸部端面より突出させるほうがよい。突出長さは0.1〜5mmであることが好ましい。
【0017】
また、圧延のスラスト荷重を受けるリングはスラストベアリングとの線接触により高い線圧が作用する。スラストベアリングは通常SKD材、SUJ材などの工具鋼材を使用しているので、リングの材質もそれ相当の硬度を有する必要がある。そこで、リングのスラストベアリングとの接触面の硬さは、Hs60〜95であることが望ましい。一方、軸材の軸部端面の硬さは、ロール研磨のセンター穴にとって必要な硬さがあればよく、Hs25〜60であることが望ましい。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施例の多段圧延機用ロールの概略断面図を示す。図1において、本発明の多段圧延機用ロール1は、SNCM439鋼製の軸材2の胴部3外周に超硬合金からなる外層5を金属接合により形成するとともに、軸材2の軸部4の端面6にはセンター穴7を設けた。そして、軸材2の両方の軸部4外周にスラスト荷重を受けるための中空円筒状の鉄系材料からなるリング8をそれぞれ焼嵌めにより嵌合した。なお、リング8の端面9が軸材2の軸部4の端面6より2mm外側に突出するように固定した。
【0019】
外層5を形成する超硬合金は、各々平均粒径が6μmのWC粉末、1μmのCo粉末、1μmのNi粉末、1μmのCr粉末を用意し、重量%でWC85%、Co9.3%、Ni4.7%、Cr1%の割合で配合し、ボールミルで20時間湿式混合した後、乾燥した混合粉末を焼結したものである。
【0020】
本発明の多段圧延機用ロール1は、軸材2の軸部4にセンター穴7を直接設けているので、軸材2とセンター穴7の軸芯は常に一致する。したがって、ロール1を研磨する際、従来のように芯ずれの問題が起こらず、ロールの真円度を安定して確保できる。
【0021】
図2は、本発明の他の実施形態である多段圧延機用ロールの概略断面図を示す。図2において、多段圧延機用ロール1は、鉄系材料からなる軸材2の軸部4の外周にねじ部10を加工し、そのねじ部10にスラスト荷重を受けるための鉄系材料からなるリング8をねじ込み締結した。軸材2の軸部4の端面6にはセンター穴7を設けた。軸材2の軸部4の加工が容易であるため、軸材2とリング8との固定方法を広く選択できる。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、ロール研磨の真円度の精度を高めることができ、さらに高精度な圧延用途にも適用拡大できる超硬合金製ロールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の多段圧延機用ロールの概略断面図を示す。
【図2】本発明の他形態実施例の多段圧延機用ロールの概略断面図を示す。
【図3】従来の多段圧延機用ロールの断面図を示す。
【図4】図5のセンジマーミルを出側から見た図を示す。
【図5】多段圧延機の一種である20段のセンジマーミルのロール配置図を示す。
【符号の説明】
1 多段圧延機用ロール、 2 軸材、 3 胴部、 4 軸部、 5 外層、
6 軸部の端面、 7 センター穴、 8 リング、 9 リングの端面、
10 ねじ部、 11 多段圧延機用ロール、 12 ロール本体部、
13 キャップ、 14 キャップの端面、 15 センター穴、
11a 上ロール、 11b 下ロール、 16a 操作側スラストベアリング、
16b 駆動側スラストベアリング、 18 薄帯板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a roll for a multi-high rolling mill used for rolling a thin strip, and particularly to a roll for a multi-high rolling mill in which an outer layer made of a cemented carbide is formed on the outer periphery of a shaft made of a ferrous material having excellent toughness.
[0002]
[Prior art]
Tungsten carbide (WC) cemented carbide with excellent wear resistance, rough skin resistance, etc., to meet the demands for higher quality such as improved dimensional accuracy, reduced surface flaws, and improved surface gloss. It is applied to rolling rolls such as wire rods, bar steels and flat steels. As is well known, the WC cemented carbide is a sintered alloy in which WC is bonded with a metal element such as Co, Ni, and Fe, and often contains carbides such as Ti, Ta, and Nb in addition to WC.
[0003]
For example, Japanese Examined Patent Publication No. 58-39906 describes a wire-rolling roll made of a WC-Co-Ni-Cr WC cemented carbide. This wire rolling roll is a small sleeve roll obtained by sintering a cemented carbide single body, and is fitted to a steel roll shaft material with excellent toughness at a shrinkage fit of about 0.1 / 1000. The roll side is pressed and fixed by a fixing ring, a spacer ring or the like, and mechanically assembled.
[0004]
In the case of this type of roll, many members such as a fixing ring and a spacer ring are required, the assembly structure is complicated, and high assembly accuracy is required. Moreover, since it fixes from a side surface, a sleeve is easy to slip in a rotation direction during rolling. Furthermore, there is a disadvantage that the portion occupied by the cemented carbide, that is, the portion that can be used for rolling is less than half of the roll body length, which is not efficient.
[0005]
In the cold rolling of stainless steel strips, cluster type multi-stage rolling mills such as Sendzimer mill are used. FIG. 5 shows a roll layout of a 20-stage Sendimer mill, which is a type of multi-high rolling mill. In FIG. 5, rolling is performed through a
[0006]
FIG. 4 shows a view of the Sendzimer mill of FIG. 5 as viewed from the exit side. In FIG. 4, a thrust load due to rolling always acts on the
[0007]
With such a configuration, when a thrust load due to rolling is applied, the end surfaces of the
[0008]
FIG. 3 shows a cross-sectional view of a conventional roll for a multi-high mill. In FIG. 3, the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional roll for the multi-high rolling mill, when the roll temperature rises during rolling, the shrinkage allowance is reduced due to the difference in the linear expansion coefficient between the roll
[0010]
Rolled material rolled by a cluster type multi-high rolling mill is often the final product. Therefore, in order to maintain product quality, the roundness of the roll must be strictly controlled. From this point, the conventional roll for a multi-high mill has a problem because the roll axis is easily displaced during roll polishing and it is difficult to secure the roundness of the roll.
[0011]
Therefore, the present invention provides a roll for a multi-stage rolling mill capable of stably securing the roundness of the roll during polishing of the roll while making use of the wear resistance and surface glossiness which are the characteristics of the cemented carbide. For the purpose.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The roll for a multi-high rolling mill according to the present invention forms an outer layer made of cemented carbide on the outer periphery of the shaft portion made of iron-based material and attaches a ring for receiving a thrust load to the outer periphery of the shaft portion of the shaft material. The center hole is provided in the end surface of the shaft portion of the shaft member.
[0013]
In the present invention, the end surface of the ring protrudes from the end surface of the shaft portion of the shaft member. Further, the ring is harder than the shaft member. Furthermore, the ring is fixed by shrink fitting or screwing.
[0014]
[Action]
The roll for the multi-high rolling mill of the present invention is formed by metal-bonding the outer layer of the cemented carbide to the outer periphery of the shaft of the shaft material made of an iron-based material having excellent toughness. The surface gloss is improved and the outer layer does not slip during rolling.
[0015]
Since the shaft material is an iron-based material, it has good machinability, and a center hole can be easily machined in the end surface of the shaft portion of the shaft material. By directly drilling the center hole in the shaft portion of the roll shaft material, the roll shaft and the center axis of the center hole always coincide with each other, and the roundness of the roll can be stably secured during roll polishing. Further, since there is no difficulty in processing the shaft portion of the shaft member, the degree of freedom in selecting a ring fixing method such as shrink fitting a hollow ring for receiving a thrust load and screw fastening is improved.
[0016]
Since the thrust load due to rolling is received by the ring provided on the outer periphery of the shaft portion of the shaft member, it is better to project the end surface of the ring from the shaft end surface of the shaft member so that the thrust bearing does not directly contact the shaft member of the roll. The protrusion length is preferably 0.1 to 5 mm.
[0017]
Moreover, a high linear pressure acts on the ring which receives the thrust load of rolling due to the line contact with the thrust bearing. Since the thrust bearing normally uses tool steel such as SKD material or SUJ material, the material of the ring needs to have a corresponding hardness. Therefore, the hardness of the contact surface of the ring with the thrust bearing is desirably Hs 60 to 95. On the other hand, the hardness of the end face of the shaft portion of the shaft material is sufficient if it is necessary for the center hole for roll polishing, and is preferably Hs25-60.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a roll for a multi-high mill according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
[0019]
The cemented carbide forming the
[0020]
Since the
[0021]
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of a roll for a multi-high mill according to another embodiment of the present invention. In FIG. 2, the
[0022]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the precision of the roundness of roll grinding | polishing can be improved and the roll made from a cemented carbide alloy which can be applied and expanded also for a highly accurate rolling use can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a roll for a multi-high rolling mill according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a roll for a multi-high mill according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a cross-sectional view of a conventional roll for a multi-high mill.
4 shows a view of the Sendzimer mill of FIG. 5 as viewed from the exit side.
FIG. 5 shows a roll layout of a 20-stage Sendimer mill, which is a kind of multi-high rolling mill.
[Explanation of symbols]
1 Roll for multi-high rolling mill, 2 shaft material, 3 trunk, 4 shaft, 5 outer layer,
6 End face of shaft part, 7 Center hole, 8 ring, 9 End face of ring,
10 thread part, 11 roll for multi-high rolling mill, 12 roll body part,
13 cap, 14 end face of cap, 15 center hole,
11a upper roll, 11b lower roll, 16a operation side thrust bearing,
16b Drive side thrust bearing, 18 ribbon
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