新製品紹介 高負荷圧延対応軸一体式複合超硬ロール Composite Tungsten Carbide Roll for High Load Rolling Composite tungsten carbide roll：DUPLEX® 生・進展を抑制できる。 日立金属は，より高負荷の圧延に DUPLEX を開発した。これは，内層 耐用可能とするために，従来のスリー が合金鋼のため焼嵌めもしくはキー ブ構造から軸一体構造にした複合超 溝による組み立てが可能で，外層の 層）と超硬（外層）の接合強度を高 硬ロール DUPLEX® を開発した。 滑りを解消し，胴長すべてが超硬部 めた（図 2）。 超硬合金は，非常に優れた耐摩耗 のためロールの長寿命化を実現した 性を有するとともに熱衝撃等による が，より高負荷の圧延スタンドへの （1）組立式・スリーブ焼嵌式超硬ロー 耐クラック性にも優れるため，鉄鋼 使用は困難であった。そこでスリー ルが耐用困難な高負荷・高トルクの 圧延用ロールに多く用いられてい ブ式から軸一体式構造へと製造方法 圧延スタンドでの使用が可能となっ る。その構造は一般的に超硬リング を変更し，より高負荷・高トルクの た。具体的には図 3 に示すような， を軸に挿入し側圧を付与させて固定 圧延スタンドにも使用可能とした。 これまで超硬組立ロールが使用で した組み立て式構造である。 しかし， 構造比較と特性を図 1，表１に示す。 きなかった線材第１中間列や棒鋼ミ この構造では超硬リングが軸に対し 滑り，ずれると圧延できなくなる。 （3）スリーブ式 DUPLEX より軸（内 2．効 果 ル中間列での使用が可能となった。 1．特 長 （2）特に，第一中間スタンドは，現状鋳 （1）軸（内層）に直接外層超硬合金を また，組み立て固定部分が必要とな 金属接合一体化することで高負荷 鉄ロールが多く使用されているが， るためロール胴長に対し圧延可能な 圧延条件下においても滑りの問題 その代替ロールとして適している。 （3）前段ロールの耐摩耗性が向上し を解消した。 超硬部分が制限される。これらの課 題を解消するため日立金属は 1997 （2）ロール表面に超硬と軸（内層）の 年，超硬と合金鋼を金属的に接合し 熱膨張差により生じる高圧縮残留 た複合スリーブ式の複合超硬ロール 応力を付与し表面からのクラック発 鋼材の寸法精度が改善され，後段 ロールの負荷も軽減される。 （ロール事業部） ® 境界：金属接合 軸一体式 高負荷圧延で使用可 軸（内層） ：合金鋼 項目 境界：金属接合 外層：超硬 スリーブ式 内層 外層材 高負荷圧延：滑り等 ⇒耐用不可 軸：合金鋼 焼嵌組立 ® 軸 材 ® 図 1 軸一体式 DUPLEX とスリーブ式 DUPLEX の構造比較 Fig. 1 Structure comparison of sleeve and mono-block type of ® DUPLEX 軸一体式 780∼972 スリーブ式 551∼746 外層 試験片 境界 内層 境界部引圧疲労試験結果 応力振幅（MPa） 境界部引張試験結果 （MPa） 引張強さ 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 104 日立金属技報 Vol. 29（2013） 寸 法＊ 特性値 曲げ強さ （MPa） ＞2,000 破壊靱性値（MPa m） 10 ∼ 30 ヤング率 （GPa） 430 ∼ 590 密度 （X103 kg/m3） 12.3 ∼ 14.3 硬さ （Hv） 800 ∼ 1,200 引張強さ （MPa） ＞700 胴径 （φmm） φ500 胴長 （mm） 1,600 ＊最大製造可能寸法 線材・棒鋼ミルのスタンド配置例 スリーブ式 DUPLEX 軸一体式 DUPLEX 組立式超硬ロール 軸一体式 DUPLEX スリーブ式 DUPLEX 106 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ∼ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 26 棒鋼 破断位置：境界 105 超硬リングロール 線材 破断位置：軸材 107 108 破断繰り返し数（サイクル） 図 2 軸一体式 DUPLEX ® ロールの複合境界部の強度 Fig. 2 Boundary strength of mono-block type of DUPLEX ® between tungsten carbide and alloyed steel 52 表 1 軸一体式 DUPLEX ロールの主な特性 Table 1 Mechanical properties of mono block type of DUPLEX ® 【高負荷圧延列】 ® 【仕上圧延列】 図 3 軸一体式 DUPLEX ロールの採用例 Fig. 3 Suitable application for mono-block type of DUPLEX ®